PhaseStudio 空间频率分析

多尺度相位结构的空间频率

分析与分离

在光学相位计量中，你是否遇到过这样的情况:同一幅相位分布中同时叠加了不同空间尺度的结构成分，例如系统级波前趋势、设计结构特征以及局部高频扰动。当分析目标发生变化时，需要在不同空间尺度之间切换观察方式，但多尺度信息叠加在同一数据中，往往会相互干扰，影响结构判读与结果归因。例如，在评估整体面形或系统级波前表现时，局部结构可能成为干扰因素；而在分析微小结构或制造残差时，大尺度背景又可能掩盖细节特征，降低对局部变化的敏感度。

为支持多尺度相位结构的分析与分解，PhaseStudio 内置基于频域空间滤波（Spatial Filtering）的空间频率分析模块，使用户能够在频域层面对相位数据进行选择性控制，实现设计结构、整体趋势与局部特征的结构层级分解。

需要说明的是，PhaseStudio中的Zernike多项式波前像差分析过滤与空间频率分析属于两种不同的分解方式。Zernike 分解通过将波前展开为一组标准像差形状，并去除特定像差项（如离焦、像散等），其“高阶”与“低阶”反映的是波前面型形状的复杂程度；而空间频率分析则基于频域分解，通过选择不同空间频率范围对相位进行处理，其中“高频”与“低频”描述的是面型变化的空间尺度大小。两者虽然都可以改变波前的表达形式，但分类依据不同，因此不存在简单的对应关系。

通过空间频率控制，PhaseStudio 支持三种模式：

图1: PhaseStudio 空间频率分析实现多尺度相位信息分离

不同分析目标对应不同空间尺度表达，均可在软件内部直接完成。用户可以根据分析需求强化整体结构、突出局部细节，或限定特定尺度范围进行观察，无需额外导出或复杂后处理流程。

当多尺度信息能够被有序展开，相位数据的可读性与结构判读效率将显著提升。该能力尤其适用于包含复杂设计结构或多尺度叠加特征的光学系统，但同样适用于广泛的光学计量与定量相位分析场景。

PhaseStudio 正在持续扩展分析能力并加速功能升级与模块拓展。除了现有频域空间滤波能力，后续版本还将陆续引入更多面向复杂分析需求的处理模块，使软件从单一测量工具，逐步发展为集数据处理与结构分析于一体的综合平台。