[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 T:v.]
0l~  
nkI+"$Rz0  
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。 =mVWfFL  
pbfIO47ZC  
C5}c?=#bdf  
#Tc]L<."
 
2. 三种傅里叶变换 T1$fu(f
 
baLO~C  
 快速傅里叶变换(FFT) oXC|q-(C
 
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 ?]*WVjskE  
 半解析傅里叶变换(SFT) r7Vt,{4/  
- 一种无需近似的高效重构。 `SFA`B)[5@  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 Xk9mJ]31LC  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) fQW1&lFT  
 逐点傅里叶变换(PSF) F$L2bgQR?'  
- 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。 mf~JolucJ  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 \a<7DTV  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) `,lm:x+(0  
[ B{F(~O  
mLEJt,X  
l#%qF Db  
3. 每个元件的设置 C bWz;
$r  
cTC -cgp  
 傅立叶变换设置 ;(&$Iw9X  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 BiFU3FlTf  
- 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。 KT5amct  
- 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) {gL8s  
XmZs4~\K$G  
0V
RV.Ml  
FUt
{-H!<  
4. 每个元件的设置 y?6J%~\WP  
[
Rj_p&'  
 傅里叶变换设置 Z\YCjs%  
=3h?!$#?  
       1K*`i(  
Kw%to9eh)  
5. 默认的傅里叶变换设置 *F<Ar\f
5  
F"-u8in`
 
 光源模式和探测器的设置 :P2{^0$  
- 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。 V
4#bW  
- 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。 ftb .CPWI  
v}cTS@0  
;JuBybJb  
{PGiNY%q  
6. 特殊情况     }1xD*[W  
lU\v8!Ji  
 多表面元件 k)3b0T@b  
- 对下列情况应当特别考虑 9QXBz=Fnf  
•透镜系统元件 n 3eLIA{  
•球面透镜元件 g=gM}`X%  
- 此类组件可以理解为 ;L*Ku'6Mt  
•一组曲面元件，以及 vVbBg; {  
•之间有一些自由空间 >P9|?:c  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 #\zC|%2+z  
|e QwI&  
`i `F$;  
#Dz. 58A  
 在k域的元件 *'-[J2  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 J16t&Ha`  
- 这适用于以下情况 +s 
j2C  
•平面表面元件 kEYkd@{  
•分层介质元件 (v,g=BS,  
•光栅元件 6"oG bte  
•功能光栅元件 On~
w`  
F
(;=^w  
kgb:<{pJ  
  T5_/*`F  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 20,}T)}Tm  
Op_(10|  
1. 实例#1：成像的光源模式 WvoJ^{\4N*  
F"^/R  
Z~3  
查看完整的应用实例 s~NJy'Y  
"$I8EW/1  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 ,%T sfB  
<~bvfA=  
6no&2a|D  
l9Av@|  
@hF$qevX  
3. 实例#1：出瞳衍射法 hnnVp_<]  
I_s*pT  
rYCIU  
M:*)l(  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 wZg~k\_lF  
@@z5v bs'{  
~f6Q  
  s?Z{LWZ@  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 M,vCAZ  
nu `R(2/  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 ZA7b;{o [  
^2`*1el  
7Tc^}Q  
!!<H*9]+W;  
查看完整的应用实例 [{q])P;  
IMSLHwZ  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 0i>>CvAl}  
Q"s]<MtdS  
@M*oq2U;  
$ vBFs]h  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 Q%QIr  
':7gYP*v  
1. 例#3：刻意忽略衍射 ]64pb;w"$D  
Xd@ d$  
QKIg5I-  
@Yw>s9X  
查看完整的应用实例 6Zx)L|B  
=<X4LO)C  
zwJ\F '  
x3l~kZ(  
2. 实例#3：包含衍射 Y;{(?0 s  
tfdb9#&?