[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 lk~dgky@  
iUpSN0XkMM  
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。 W
=M< c@  
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5bF5~D(E  
;\q<zO@x  
2. 三种傅里叶变换 =Y:5,.U  
MsSoX9A{D  
 快速傅里叶变换(FFT) 'bG1U`v=3  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 kU>#1He
 
 半解析傅里叶变换(SFT) AV9:O{  
- 一种无需近似的高效重构。 B\NcCp`5  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 @V7;TJk  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) @b8X%0B7  
 逐点傅里叶变换(PSF) vB]3Xb3a  
- 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。 CARq^xI-  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 ,%.:g65%  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) #<D@3ScC  
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S/tE  
C!`>cUhE{  
S54gqc1S]  
3. 每个元件的设置 !;ZBL;qY9  
v5P*<U Ax  
 傅立叶变换设置 r
n[$x(G  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 b^+Fs  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 `f2W;@V0  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) t4C<#nfo  
B?!9W@  
eR(\s_`  
p`pg5R  
4. 每个元件的设置 4|I7:~  
C8!8u?k  
 傅里叶变换设置 b"`ru~]  
5+J64_  
       0@JilGk1u  
jM{(8aUG  
5. 默认的傅里叶变换设置 YLD-SS[/>  
|;X?">7NW  
 光源模式和探测器的设置 ,s\x]bh  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 Qd9-u)L<  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 m*Q[lr=  
BLWA!-  
.G7]&5s  
+R3\cRM  
6. 特殊情况     "u .)X3  
dcV,_  
 多表面元件 'Wo?%n  
- 对下列情况应当特别考虑 :<'i-Ur8  
•透镜系统元件 Q$/V)0  
•球面透镜元件 4Z<]4:o  
- 此类组件可以理解为 2V#c[%vI  
•一组曲面元件，以及 /&S~+~]n  
•之间有一些自由空间 PU,6h}  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 GhSL%y  
 muK'h`  
61ON  
]}UeuF\  
 在k域的元件 >!:$@!6L  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 Z%,\+tRe  
- 这适用于以下情况 i}v}K'`  
•平面表面元件 u|]mcZ,ZW  
•分层介质元件 (M+,wW[6  
•光栅元件 1(#*'xR  
•功能光栅元件 +1E?He:iQ  
GoGohsj  
+0oyt?  
  yv6Zo0s<J  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 F[o+p|nF  
s0~0
5{  
1. 实例#1：成像的光源模式 zN?$Sxttx  
i?1js! 8  
1kz
9>;Ud6  
查看完整的应用实例 X+?Il)Bv  
gQ[]  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 P3,Z5|)  
!q7;{/QM6  
Ak%no3:9  
JxMyeo%gv  
m11"i=S"  
3. 实例#1：出瞳衍射法 xdFP$Y~ogy  
{UV<=R,E  
m2-fi*Mgg  
XudH
 
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 Y
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W]   
mK7^:(<.LO  
qb>|n1F_  
  6ywnyh  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 FthXFxwx$  
R"9oMaY  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 :uU]rBMo  
`[C v-  
.dg 4gr\D  
~_f |".T  
查看完整的应用实例 ecSdU>  
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U_?  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 )$lSG}WD  
}e/[$!35  
e@2E0u4   
8zWBXV  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 OxmlzQ"vM  
F=*BvI"+  
1. 例#3：刻意忽略衍射 (TbB?X}  
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R.T?
ZF  
查看完整的应用实例 )LMBxyS  
k #,Gfs  
x]%4M\T``  
[X$|dOm'N  
2. 实例#3：包含衍射 Fb\2df{@  
c^dl+-{Mc