[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 0dW1I|jR  
aF:
LL>H  
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。 H@zpw1fH+  
V|= 1<v  
l}x{.q7Ul  
eR CGr?e4  
2. 三种傅里叶变换 /Q-!><riD  
<9"i_d%  
 快速傅里叶变换(FFT) n !QjptQ  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 c1i7Rc{q  
 半解析傅里叶变换(SFT) f$
3  
- 一种无需近似的高效重构。 15COwc*k  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 l-&f81W  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) vjpe'zx  
 逐点傅里叶变换(PSF) 0:*$i(2  
- 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。 <qBPN{'a"  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 s=:n<`Z2  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) KGIz)/eSg  
3;A1[E6K  
?~!h N,h  
X^ovP'c2  
3. 每个元件的设置 Xp'KQ1w)  
j[9B,C4  
 傅立叶变换设置 2rxdRg'YLQ  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 .#X0P=  
- 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。 f5N~K>  
- 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) 2.6,c$2tB  
U+KbvkX wj  
M`(xAVl  
*jYwcW"R{z  
4. 每个元件的设置  6?6 u  
R~`Y6>o~9:  
 傅里叶变换设置 [f'7/w+  
, Le_PJY)  
       t/3veDh@  
!`SR$dnE  
5. 默认的傅里叶变换设置 1xw},y6T2  
1yhx)m;f  
 光源模式和探测器的设置 $z<CkMP!U7  
- 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。 H Q2-20  
- 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。 4ngiad6bR  
#8PjYB  
;,viE~n  
:7R\"@V4  
6. 特殊情况     $1axZ~8sS  
'!_o`t@  
 多表面元件 9`xq3
EL2T  
- 对下列情况应当特别考虑 3}"VUS0wh  
•透镜系统元件 f~]5A%=cZ  
•球面透镜元件 toF@@%  
- 此类组件可以理解为 k2xjcrg  
•一组曲面元件，以及 LE7o[<>  
•之间有一些自由空间 t<e?f{Q5  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 9qw~]W~Nm  
zRe0z2  
KmMt:^9  
G",+jR]  
 在k域的元件 n44j]+P  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 pD){K  
- 这适用于以下情况 R8ZW1  
•平面表面元件 &oT]ycz%  
•分层介质元件 \\[P^ tsF  
•光栅元件 ~WVrtYJu  
•功能光栅元件 W7.]V)$wM  
*QrTZ$\C  
*`dGapd3  
  le*pd+>j  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 j3$KYf`T}  
b+{yF  
1. 实例#1：成像的光源模式 _mcD*V  
]+J]}C]\d  
l!GAMK 6o  
查看完整的应用实例 \;Ii(3+v;  
^.k}YSWut  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 9D&ocV3QV
 
|`,%%p|T%  
Rrsz{a  
d=q2Or   
+|^rz#X  
3. 实例#1：出瞳衍射法 6}[W%S]8  
?:UDK?  
ETYw  
H=B8'N  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 [^aow-4z  
v\Q${6kEtx  
Y@Ty_j~  
  ~~>D=~B0'  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 `2{x8A  
ny{|{a  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 `^RpT]S  
iQ:]1H s  
=EFF2M`F  
&g|-3)A  
查看完整的应用实例 'r3I/qg*m  
-(~CZ  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 gR%fv  
)~rN{W<s`H  
k|1/gd5  
mL ]zkD_  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 gaVWfG  
9=Y-w s  
1. 例#3：刻意忽略衍射 }VdohX-  
Hcuvu[)T"  
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LB  
8IbHDDS
  
查看完整的应用实例 IrJCZsk  
G,%R`Xns  
[.dF)I3  
~gmj/PQ0  
2. 实例#3：包含衍射 iq
=<L
Ox  
*RivZ c9;P