[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 'G65zz  
=k<b* 8  
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。 <y?+xZM]#|  
\{<ml n  
&5K3AL  
]7<$1ta  
2. 三种傅里叶变换 ?H8w;Csq-  
?x",VA  
 快速傅里叶变换(FFT) fZf>>mu@r'  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 #8t=vb3  
 半解析傅里叶变换(SFT) gtH^'vFZ  
- 一种无需近似的高效重构。 e/Z{{FP%6  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 BD]J/o  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) !KXcg9e  
 逐点傅里叶变换(PSF) ;sA 5&a>!  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 L$c 1<7LU  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 2n>mISy+  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) >AV
9 K  
HAE$Np|>a  
GjEV]hqR  
z}J~X%}e  
3. 每个元件的设置 w +UBXW  
0* x?rO?  
 傅立叶变换设置 @;9KP6d  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 :@&e~QP(  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 ~L&z?
'V  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) A?HDY_u  
=UO7!vr;[  
"T /$K  
^Vth;!o  
4. 每个元件的设置 >1Iw!SO+  
#pRbRT9  
 傅里叶变换设置 n.N0Nhd  
rk=w~IZJ3  
       JqLPJUr  
zz3{+1w]  
5. 默认的傅里叶变换设置 xM)P=y_!M+  
Wx/PD=Sf&  
 光源模式和探测器的设置 lz0dt<8eP  
- 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。 te;bn4~
  
- 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。 /tkV/  
eYRd#w  
uUaDesz~=  
;(E]mbV'=  
6. 特殊情况     a)Ht(*/B  
M&Q&be84  
 多表面元件 9_*3xu<7i  
- 对下列情况应当特别考虑 {nZP4jze  
•透镜系统元件 HRahBTd(z  
•球面透镜元件 f~?5;f:E  
- 此类组件可以理解为 $!'Vn)Z7  
•一组曲面元件，以及 A5fzyG
 
•之间有一些自由空间 }5"Rj<  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 ]S(nA!]  
C]ho7qC  
U>n.+/ss  
Or/YEt}  
 在k域的元件 W:f)#'  
- 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 =`}|hI   
- 这适用于以下情况 jbOwpyH  
•平面表面元件 N}z]OvnZH  
•分层介质元件 %> YRNW@%  
•光栅元件 2MXg)GBcU>  
•功能光栅元件 0^P9)<k'  
|.~2C14[  
&xj,.;
  
  =v!8i  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 suX^"Io%!  
4ti
Cxf)  
1. 实例#1：成像的光源模式 *bcemH8f  
7'.6/U  
yF XPY=EQ  
查看完整的应用实例 ]C_$zbmi  
$f"Ce,f  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 r_^
]5C\  
-k,}LJj
o  
wXeJjE%j:3  
XX1Iw {o9:  
jfR!M07|  
3. 实例#1：出瞳衍射法 
wuqB['3  
Em<J{`k6  
k V'0r
b  
NUY sQO)  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 7bW''J*6  
65c#he[_Y  
2c9]Ja3:6  
  Ag]Hk%  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 (aq^\#9btO  
|msQ  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 rYyEs I#qo  
M)nf(jw#G  
]\=M$:,RZ  
V+y:!t`  
查看完整的应用实例 @rW%*?$7  
}PzYt~Z`@  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 ^@q$c  
;cZ]^kof  
-QydUr/(o  
>\ym{@+*  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 rI1;>/Ir  
<Y#EiC.  
1. 例#3：刻意忽略衍射  7w|4BRL
 
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(/_Z^m9  
查看完整的应用实例 u/74E0$S  
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^p7Er!  
S|v-lJ/I  
2. 实例#3：包含衍射 WXE{uGc  
T EqCoeR