[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 P~7.sM  
)/t6" "  
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。 @|A|  
JJk#,AP  
1=GI&f2I  
!p.^ITM3S  
2. 三种傅里叶变换 C3;[e0.1b  
Ej
(2w Q  
 快速傅里叶变换(FFT) ]#eh&jw  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 wT_^'i*@I  
 半解析傅里叶变换(SFT) )C]x?R([m  
- 一种无需近似的高效重构。 pO/%N94s  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 ?T'][q  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) MK$Jj"  
 逐点傅里叶变换(PSF) N+Sq}hI  
- 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。 T_hV%
 
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 bg7n  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) {w5Z7s0  
pdz'!I  
:F(9"L  
V'wi^gq  
3. 每个元件的设置 sg?@qc=g  
^X
1wI9V  
 傅立叶变换设置 ej[Su  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 &a #GXf  
- 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。 qd2xb8r  
- 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) F?]N8W  
7sV/_3H+  
x mo&![P  
B
QrL7y  
4. 每个元件的设置 xy^1US,L1  
,;iA2  
 傅里叶变换设置 3'#%c>_  
9D_wG\g  
       zG% |0  
gA:TL{X0  
5. 默认的傅里叶变换设置 L,
M+sN  
&=w|vB)(p  
 光源模式和探测器的设置 VTw/_Hf2p  
- 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。 'D6 bmz  
- 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。 7'j9rmTXs  
hPO>,j^  
fPQ|e"?  
uLW/f=7L  
6. 特殊情况     [MmM9J["  
\qq-smcM-  
 多表面元件 _}=E^/;(  
- 对下列情况应当特别考虑 n<R \w''x  
•透镜系统元件 Yn<)k_kp  
•球面透镜元件 mK\aI  
- 此类组件可以理解为 h}6_ybmZ  
•一组曲面元件，以及 $KQ,}I  
•之间有一些自由空间 y^s1t2]%  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 > V%Q O>C  
sR79 K1*j  
%zljH"F  
dU+0dZdKO  
 在k域的元件 $c=&0yt5  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 mw+j|{[  
- 这适用于以下情况 .TN2s\:]jw  
•平面表面元件 Je~p%m#e;K  
•分层介质元件 o;;,iHu*  
•光栅元件 jsm0kz  
•功能光栅元件 F6&P~H  
n-OWwev)  
sp{j!NSL  
  7^wE$
7hS  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 <!!nI%NC  
z93nYY$`Y  
1. 实例#1：成像的光源模式 9[{sEg=C$e  
A2_Ls;]  
I9/KM4&  
查看完整的应用实例 -tP.S1D  
%!wq:~B1  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 $rB!Ex{@ac  
t|=n1\=?  
a7 )@BzF#  
FV8\+ep  
MPG+B/P&  
3. 实例#1：出瞳衍射法 Zg
Bckb  
;MZbL)  
)0F^NU  
O3xz|&xY&  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 yk#rd~2
Z0  
 8bGD  
L8D
m9}  
  S)Mby  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 X|)Il8  
/&6Q)  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 Ou!)1UFI  
kPedX
  
%IU4\ZY>  
`D"1 gD}{A  
查看完整的应用实例 ](n69XX_  
8J^d7uC  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 W U0UG$o`  
w= B  
tnJ`D4  
c}'Xoc  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 .S(^roM;+  
vC-[#]<  
1. 例#3：刻意忽略衍射 <>?^4NC<M  
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查看完整的应用实例 3l+|&q[v  
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2. 实例#3：包含衍射 )2toL5Q  
W n6,U=$3