[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 w@w(-F!%l  
5vnrA'BhBU  
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。 0*{%=M  
^v7gIC  
&`2)V;t  
m#\dSl}  
2. 三种傅里叶变换 Wt~BU.  
f x+/C8GK  
 快速傅里叶变换(FFT) A_q3KB!$=+  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 AFE~ v\Gz  
 半解析傅里叶变换(SFT) LyFN.2q
w  
- 一种无需近似的高效重构。 6?c7$Y  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 8&b,qQ~  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) 8[{ Vu0R  
 逐点傅里叶变换(PSF) &\*(Q*2N  
- 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。 OYn}5RN  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 v0.#Sl-  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) *VxgARIL  
}b.%Im<3R  
XUuN )i  
X$W~mQma6  
3. 每个元件的设置 ^.QzQ1=D  
:,6\"y-  
 傅立叶变换设置 L) T (<  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 {&1/V  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 ~oY^;/ j  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) d>qY{Fdz  
JY(WK@  
oW6XF-yM  
\LexR.Di  
4. 每个元件的设置 dDLeSz$b  
t\7[f >  
 傅里叶变换设置 r3UUlR/Do  
E$p+}sP(C  
       t
;\Y{`  
sLxc(d'A  
5. 默认的傅里叶变换设置 ER.}CM6{[  
FVJGL  
 光源模式和探测器的设置 hM@>q&q_  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 @b2aNS<T  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 A6(/;+n  
7J<5f)  
RPRBmb940  
P+/e2Y  
6. 特殊情况     C1QA)E['V  
JZyAXm%  
 多表面元件 A2Gevj?F$  
- 对下列情况应当特别考虑 BnasI;yWb  
•透镜系统元件 20Wg=p9L  
•球面透镜元件 ^k9I(f^c-_  
- 此类组件可以理解为 p0vVkdd  
•一组曲面元件，以及 YNi.SXH  
•之间有一些自由空间 2[02,FG  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 f%}xO+.s  
+52{-a,>  
0n{=%Q  
P/_['7  
 在k域的元件 }*]-jWt1J\  
- 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 O:Tj"@h  
- 这适用于以下情况 ~Z'?LV<t  
•平面表面元件 TuaBm1S{f  
•分层介质元件 NTs aW}g  
•光栅元件 $6poFo)U+  
•功能光栅元件 nAdf=D'P  
l,5+@i`5i  
 t"oeQ*d%  
  _X x/(.O  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 &Au@S$ij  
I%KYtv~`  
1. 实例#1：成像的光源模式 Otn1wBI  
d%n-[ZL  
ysY*k`5  
查看完整的应用实例 $ $
mV d+  
X#
^[<5  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 x
7 ,5  
4^o^F-k'  
6(-N FnT  
+v:SM9  
Cq~dp/V  
3. 实例#1：出瞳衍射法 ]Zh%DQ  
SXP]%{@R/  
:gFx{*xN/9  
X 0+vXz{~g  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 S{T >}'y  
\YrUe1  
$6R-5oQ  
  8zW2zkv2|#  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 FGBbO\</  
&mS^ZyG  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 sc#qwQ#  
5*u+q2\F  
\1M4Dl5!  
'PW5ux@`<  
查看完整的应用实例 W ]8QM1$  
('+d.F[109  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 +X 88;-  
&s>Jb?_5Mx  
M x"\5i  
1<aP92/N&  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 YKK*ER0  
~WF\  
1. 例#3：刻意忽略衍射 W=+ Y|R!  
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BDQsP$'6QT  
4
s9LB  
查看完整的应用实例 nQ3A~ ()  
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aw&,S"A@  
2. 实例#3：包含衍射 $M:*T.3  
A?OQE9'