[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 49/2E@G4.  
Z

K{1z|  
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。 Wsd_RT}ww  
&VjPdu57  
!K_<7iExI\  
LVP6vs  
2. 三种傅里叶变换 *>iJ=H  
GXx'"SK9  
 快速傅里叶变换(FFT) =S^vIo)  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 !pa7]cZ  
 半解析傅里叶变换(SFT) QncjSaEE  
- 一种无需近似的高效重构。 ]Gm&Kn>  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 iw(`7(*  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) N+R{&v7=F%  
 逐点傅里叶变换(PSF) /jaO\
t'q  
- 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。 `h'Ab63  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 /ORK9g  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 
][z!};  
<6N3()A)%1  
UGOe(JB  
UT_t]m  
3. 每个元件的设置 UWCm:eRQ  
GYT0zMMf  
 傅立叶变换设置 ,^iT,MgNNf  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 T/L\|_:'  
- 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。 Hb!A\;>  
- 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) 5=poe@1g  
^*NOG\BK@  
q<g!bW%  
}D~m%%,  
4. 每个元件的设置 A[88IMZs  
0,LUi*10  
 傅里叶变换设置 E&vCzQ  
huin?,eGz  
       9mv6  
gcM(K.n  
5. 默认的傅里叶变换设置 o5z&sRZ  
fb]=MoiJ  
 光源模式和探测器的设置 .}tpEvAw}  
- 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。 C5^N)-]"  
- 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。 9Xh<vh8&  
H~<wAer,Op  
Iak06E  
ciPaCrV  
6. 特殊情况     Im`R2_(]  
t1l
4mdp  
 多表面元件 #b=*hi`E  
- 对下列情况应当特别考虑 ^
F"eHUg  
•透镜系统元件 n{F&GE="  
•球面透镜元件 SMm
$4h R  
- 此类组件可以理解为 G>^ _&(c@2  
•一组曲面元件，以及 T6rjtq  
•之间有一些自由空间 tUFXx\p  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 Yceex}X*5  
M<)Vtn  
`MMZR=LA  
Gc!&I+kd  
 在k域的元件 iEBxBsz_  
- 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 "k7
C
 
- 这适用于以下情况 %t-}dC&  
•平面表面元件 "CT`]:GGK  
•分层介质元件 Z5

>}  
•光栅元件 Fc"+L+h@W  
•功能光栅元件 y{qKb:~wv  
ViG-tb  
}l@7t&T|  
  FE?^}VH  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 xHwcP21  
5NYYrA8,^  
1. 实例#1：成像的光源模式 )0@&pEObm  
.$-%rU:*}  
yi1V\8DC  
查看完整的应用实例 V^p XbDRl  
w259':  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 (@u"  
>:U{o!N`#_  
}2_i<4,L  
2k""/xMF'  
PxZMH=  
3. 实例#1：出瞳衍射法 NY~y:*:Q  
T_?,?  
so\8.(7n  
g`zC0~D2  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 *}`D2_uP  
QW"BGg~6c  
J|I&{  
  $P~Tt4068  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 ?t];GNU`l  
SSI('6Z/  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 aruT eJF  
2JRX ;s~  
n<>/X_m  
erZ%C <  
查看完整的应用实例 HTUY|^^D  
(&Z`P  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 ns[Q %_  
xu0pY(n^r  
^c]lEo  
Lv?e[GA  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 {VrjDj+Xy  
#AUz.WHD  
1. 例#3：刻意忽略衍射  ~/kx  
['n;e:*  
a7Rg!%r  
q!zsGf{  
查看完整的应用实例 'xY@I`x  
WKPuIE:  
5hbQUF ,Q  
b}#ay2AR
 
2. 实例#3：包含衍射 (t)a u  
+'!vm6