[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 _d>{Hz2  
1>umf~%Wa  
VirtualLab Fusion包含了多种场求解器和函数。它们可以在空间(x)域或空间频率(k)域工作。为了将不同的求解器和函数简建立连接，实现复杂系统的建模，x域和k域之间的转换是至关重要的一步。 在本文中，我们将通过不同实例的讨论来示范如何对VirtualLab Fusion中有三种傅里叶变换算法进行设置。 z1.vnGP  
xA0=C  
\GK]6VW  
 / w[Tu  
2. 三种傅里叶变换 3k/X;:,.  
/#?!9c  
 快速傅里叶变换(FFT) fd&>p  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 Q0g^%  
 半解析傅里叶变换(SFT) CWb*bw0  
- 一种无需近似的高效重构。 I(z16wQ  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。
#f_.  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) *{O[}  
 逐点傅里叶变换(PSF) s+h}O}RV  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 Bt(nm>Ng  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 e`K{  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 0Ld"df*  
6yC4rX!a  
|:L}/onK  
TrQUhmS/!  
3. 每个元件的设置 T5dnj&N ]  
M5N#xgR  
 傅立叶变换设置 ^3QJv{)Q  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 L08lkq,  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 7s Gf_`Z  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) E=]|v+#~  
)`mBvS.}  
'k[vcnSz\/  
7}pg7EF3z  
4. 每个元件的设置 x]IJ;  
&7r a  
 傅里叶变换设置 }:!X@C~  
z:&/O&?  
       D J7U6{KLq  
T`GiM%R;g  
5. 默认的傅里叶变换设置 bKEiS8x  
gSe3S-Lt  
 光源模式和探测器的设置 WYIv&h<h"  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 K{ntl-D&y  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 Q^X}7Z|T  
?}(B8^  
s(r4m/  
~y,m7%L  
6. 特殊情况     'LR|DS[Ne  
>Sb3]$$  
 多表面元件 pm[+xM9PB  
- 对下列情况应当特别考虑 \m=k~Cf:f  
•透镜系统元件 x0lAJaG  
•球面透镜元件 e%IbME]x  
- 此类组件可以理解为 ?P/73p  
•一组曲面元件，以及 IsDwa qd|  
•之间有一些自由空间 ZKM@U?PK  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 *U`R<mV\  
S 8)!70  
]zn3nhBI  
yet~  
 在k域的元件 \9`.jB~<  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 $)d34JM  
- 这适用于以下情况 Z*=$n_ G  
•平面表面元件 3rR1/\  
•分层介质元件 ;s-@m<  
•光栅元件 +=sw&DH  
•功能光栅元件 YPA$38  
#$F*.vQSs+  
/Pg)@*~  
  Q 9E.AN  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 Qj
$w7*U  
`>OKV;~{z  
1. 实例#1：成像的光源模式 #)3 B  
?]o(cz  
A4rkwM  
查看完整的应用实例 '*Ld,`  
^x_$%8  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 M+b?qw  
/Z[HU{4  
X#zp,7j?  
T6."j_  

cIcu=U  
3. 实例#1：出瞳衍射法 vKfjP_0$  
|dDKO  
2'-84  
%jHe_8=o  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 GRaU]Z]ck  
?Iq{6O>D.  
) TRUx  
  5"X@<;H%  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 +cKOIMu9  
*||Q_tlz  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 0Ue~dVrM(?  
z4;@"B  
X5)(,036  
L\t_zf_0  
查看完整的应用实例 `5rfO6;  
w'E?L`c  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 #=;
vg  
UtQCTNjC{  
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RD=V`l{Z  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 {m@tt{%  
7[!dm_  
1. 例#3：刻意忽略衍射 B9%
%jEH*  
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YBR)S_C$_  
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查看完整的应用实例 *)Cr1d k  
4O/IT1+A  
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2. 实例#3：包含衍射 KY%{'"'u  
W/}_y8q