[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 R T~oJ~t;  
C9_[ke[1D  
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。 OI8}v  
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2. 三种傅里叶变换 j<6+p r  
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 快速傅里叶变换(FFT) tv Zq):c  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 sl"H!cwF  
 半解析傅里叶变换(SFT) u?rX:KkS  
- 一种无需近似的高效重构。 a]Y9;(  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 Jw>na _FJ  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) ;@:-T/=  
 逐点傅里叶变换(PSF) o\PHs4Ws'7  
- 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。 rg=Ym.  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 Ck>]+rl  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 6!USSipn  
xZM4CR9]*C  
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]g }5p4*&  
3. 每个元件的设置 5iI(A'R[7  
lA;qFXaN>  
 傅立叶变换设置 V6h8+|hK  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 6__HqBQ  
- 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。 /1D.Ud^  
- 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) V#+F*w?&D  
US"UkY-\  
\zwm:@lG  
_ysakn  
4. 每个元件的设置 g$vOWSI+  
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 傅里叶变换设置 6#.9T;&  
~=t9-AF-  
       a#x@e?GvI  
Ab:ah7!  
5. 默认的傅里叶变换设置 ;j[:tt\k  
)>^Ge9d]  
 光源模式和探测器的设置 &}|`h8JA]K  
- 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。 (_+ux1h6^  
- 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。 QAMcI:5  
e 'F:LMX  
V]"pM]>3X  
GXNk
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6. 特殊情况     O3%#Q3c>3  
vS[\j  
 多表面元件 8rFP*K9  
- 对下列情况应当特别考虑 Fey^hx w =  
•透镜系统元件 jGo\_O<of  
•球面透镜元件 /[ft{:#&t  
- 此类组件可以理解为 ;O5I
u  
•一组曲面元件，以及 Iz;^D!  
•之间有一些自由空间 jxt]Z3a~0  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 VVpJ +  
@v!#_%J  
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xTt  
f^F"e'1  
 在k域的元件 y\[* mgl:  
- 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 84i0h$Z
Zo  
- 这适用于以下情况 4L4u
<  
•平面表面元件 =W2I0nr.  
•分层介质元件 hd[t&?{=  
•光栅元件 rOj(THoc{  
•功能光栅元件 ?'"BX  
}<w9Jfr"X  
aGws?<1$  
  ='C;^ Bk  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 D0MW~Y6{  
qV,x)y:V  
1. 实例#1：成像的光源模式 %da-/[  
<]|!quY<*  
a40>_;}:x  
查看完整的应用实例 t("koA=.  
\5=4!Ez  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 hx/A215L  
St> E\tXp  
Ml{4)%~Y7f  
0dI7{o;<|  
#J8(*!I  
3. 实例#1：出瞳衍射法 5~(nHCf>  
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4. 实例#1：出瞳衍射与对比 (Kg)cc[B`  
7 n^1H[q  
n!lE|if  
  |  >yc|W  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 </SO#g^r<  
sqjDh  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 $?VYHkX  
U2~|AkL  
[ :Sl~
 
]gF=I5jn]  
查看完整的应用实例 -~H "zu`  
/ T_v8{D  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 9#~jlq(  
BGOS(  
1]A\@(  
Zw%:mZN   
实例#3：剪切干涉法的准直测试 =*>.z@WQ  
%zDi|WZ  
1. 例#3：刻意忽略衍射 fjuPGg~  
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查看完整的应用实例 U^DR'X=  
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Q7UQwAN'  
2. 实例#3：包含衍射 AP4s_X+=  
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