[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 {&ykpu090  
/Os6i&;  
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):(8/>(  
(L<qJd1Q  
#IR,KX3]A  
iY*fp=c9  
2. 三种傅里叶变换 +3F%soum95  
$W]}m"l  
 快速傅里叶变换(FFT) dym K@  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 /b7]NC%  
 半解析傅里叶变换(SFT) |/;;uK,y  
- 一种无需近似的高效重构。 43?uTnX/  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 +Ly@5y"  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Ge7Uety  
 逐点傅里叶变换(PSF) Vbv)C3ezD  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 ub
;:"ns}  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 V+5av Z}  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) q ;"/i*+3  
.
XT]\'vW  
UvR.?js(O  
7!dj&?  
3. 每个元件的设置 R} X"di  
G=/^]E  
 傅立叶变换设置 )G),iy  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 kvG.?^ v  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 .*edaDi  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) #>M^BOR8  
zygH-3C7o  
2]]}
Xvx4#  
2<9&OL  
4. 每个元件的设置 3Cgv($xl&  
*ze,
X~8-  
 傅里叶变换设置 ]nNn"_qh  
,T*\9'Q  
       22'Ra[  
DwGRv:&HH  
5. 默认的傅里叶变换设置 U+R9bn   
U(gYx@   
 光源模式和探测器的设置 2wu\.{6Zp  
- 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。 RN&6z"|jR  
- 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"':f  
CG;+Z-"X  
zs6rd83#  
)t((x  
6. 特殊情况     VTU(C&"S  
aJ@lT&.  
 多表面元件 *j(UAVp  
- 对下列情况应当特别考虑 fZoQQ[s  
•透镜系统元件 zm8k,e +5-  
•球面透镜元件 ep4?;Qmho  
- 此类组件可以理解为 -<L5;  
•一组曲面元件，以及 Cp+tcrd_s  
•之间有一些自由空间 YYL3a=;`a  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 A'$>~Ev  
<Sr:pm  
$4*gi&  
O0;mXH  
 在k域的元件 3?D{iMRM  
- 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 `n@;%*6/  
- 这适用于以下情况 * =*\w\ te  
•平面表面元件 gF`hlYD  
•分层介质元件 `6RccEm  
•光栅元件 V>`9ey!U  
•功能光栅元件 M N (o  
na*Z0y  
.K1wp G[4  
  1:Ff#Eq,s  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 v}id/brl  
(>,b5g  
1. 实例#1：成像的光源模式 F("|SOhc  
M2;6Cz>,P  
q6b&b^r+H  
查看完整的应用实例 d,o*{sM5d  
\%B7M]P  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 c[T@lz(!  
@^J>.
g  
>3*a&_cI=k  
.s?^y+e_  
R T~oJ~t;  
3. 实例#1：出瞳衍射法 A2p%Y},  
f]mVM(XZN  
cj^hwtx   
k)[c!\a[i  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 Q5l+-  
u/NcX  
{;m|\652B  
  2G<XA  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 H: ;XU  
ggrkj0  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 yu
@Pd3  
x<OVtAUB  
Jw>na _FJ  
kZ]pV=\Y*  
查看完整的应用实例 fW[RCd
 
=diGuIB  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 }$sTnea  
m
s\\R@R  
NTO.;S|2%  
W`P>vK@=  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 MttFB;Tp  
uRYq.`v,  
1. 例#3：刻意忽略衍射 2[j`bYNe  
4@Z!?QzW  
gIIF17|Z  
]"?<y s  
查看完整的应用实例 3.g4X?=zd  
9g'6zB  
=;F7h @:  
_3NH"o d  
2. 实例#3：包含衍射 rZ)7(0BBs  
3lEP:Jp