[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 }J27Y;Zp9  
0e1W&  
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。 \}SA{)  
hsIC5@s3  
Y!e  
xc[LbaBG  
2. 三种傅里叶变换 <[O8{9j  
Ws"eF0,'Z  
 快速傅里叶变换(FFT) ~kUdHne(  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 *-~B{2b<  
 半解析傅里叶变换(SFT) ".jY3<bQg  
- 一种无需近似的高效重构。 mM.-MIp  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 x/*ndH  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) qdo
JIP{  
 逐点傅里叶变换(PSF) mJT<  
- 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。 @/i;/$\
 
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 IXYSZ)z  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) .#zmX\a  
 nN!/  
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7'pCFeA>=T  
3. 每个元件的设置 t2Dx$vT*&  
`2X~3im  
 傅立叶变换设置 E)liuu!qI  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 'EFSr!+  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 K7 >Z)21  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) <Z%iP{  
ZS51QB  
C2RR(n=N^  
2_@vSwC  
4. 每个元件的设置 J [}8&sn  
.a._WZF  
 傅里叶变换设置 X]6Hgz66  
EU?)AxH^  
       b~?FV>gl  
'"C$E922  
5. 默认的傅里叶变换设置 5 _X|U*+5  
|0 #J=am  
 光源模式和探测器的设置 LX{[9  
- 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fER  
- 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。 1 FTxbw@  
dKyJ.p
 
t}LV[bj1u  
s'\PU1{  
6. 特殊情况     *B"p:F7J|  
v;.7-9c*  
 多表面元件 s)Bl1\Q  
- 对下列情况应当特别考虑 jt|e?1:vF  
•透镜系统元件 EVc Ees  
•球面透镜元件 bqEQP3t^  
- 此类组件可以理解为 C.I.f9s?R  
•一组曲面元件，以及 c>+l3&`  
•之间有一些自由空间 uM"G)$I\  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。  y/t{*a  
FHpS?htRy  
j'Ry.8}  
ceN*wkGyB  
 在k域的元件 S;#S3?G  
- 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 hES_JbX}]  
- 这适用于以下情况 7PG&G5  
•平面表面元件 #({0HFSC:j  
•分层介质元件 ((i%h^tGa;  
•光栅元件 le%&r  
•功能光栅元件 bdh6ii  
%00KOM:
 
\T)
2J|mW  
  !6yoD  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 A[QU
Fk(  
9W3zcL8  
1. 实例#1：成像的光源模式 I}JC~=`j  
M0[7>N_  
~#/NpKHT@A  
查看完整的应用实例 Ua^#.K  
MY>mP  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 8,\toT7  
r}k2n s9  
??&Q"6Oe  
7x8/Vz@\  
|F)BKo D  
3. 实例#1：出瞳衍射法 px6[1'|g  
MVdX  
?wzE+p-  
O iRhp(  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 &%M!!28X:  
YlfzHeN1  

'Rbv3U  
  Pn:L=*  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 ;&mefaFlWp  
Ny_d  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 $yG>=GN  
.Cq'D.  
R42+^'af  
U .?N  
查看完整的应用实例 ]%Am
X-U  
iTTUyftHT  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 %JUD54bBt  
Z$qLY<aV  
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E= 3Ui  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 8T
?=_|  
HRX}r$  
1. 例#3：刻意忽略衍射 3 !W M'i  
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\@")2o+  
DZPg|*KT  
查看完整的应用实例 ?` ?HqR0  
dk<) \C"  
*F:f\9  
R_?Q`+X  
2. 实例#3：包含衍射 qg_M9xJ  
p6)Jzh_/