[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 tI `w;e%HN  
.5Q5\qc=  
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。 +OKA_b"wB  
(tTLK0V-|3  

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YdPlN];[  
i4 P$wlO  
2. 三种傅里叶变换 _AVy:~/  
y B1W>s8&  
 快速傅里叶变换(FFT) VN?<[#ij  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 J&(  
 半解析傅里叶变换(SFT) ;U8dm"  
- 一种无需近似的高效重构。 NuHL5C?To  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 h)"'YzCt  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) `Uu^I   
 逐点傅里叶变换(PSF) Dy98[cL  
- 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+nr5!`kz  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 fQ^h{n  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) Ua}g  
-=@K%\\~5  

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$4ka +nfU  
jBT*~DyN z  
3. 每个元件的设置 >qr=l,Hi  
FLw[Mg:L  
 傅立叶变换设置 GcPB'`!M  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 \XZU'JIO  
- 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。 :Xb*m85y  
- 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) |L*6x S[  
3L%Y"4(mm  

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C,V|TF.i2  
T@2f&Un^  
4. 每个元件的设置 rjfc.l#v  
:k Rv  
 傅里叶变换设置 A;K{&x  
FA5k45wL  

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       L2:oZ&:u`J  
,"4X&>_f  
5. 默认的傅里叶变换设置 [RroHXdk+  
0:~gW#lD  
 光源模式和探测器的设置 5;r({J  
- 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。 ZS07_6.~  
- 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。 vbW\~xf  
:==UDVP  

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(\5<GCW-  
cuJ/ Vc  
6. 特殊情况     2n<qAl$t  
ZYpD8u6U  
 多表面元件 r>n8`W  
- 对下列情况应当特别考虑 hg)!m\g  
•透镜系统元件 `K1PGibV  
•球面透镜元件 _Eet2;9  
- 此类组件可以理解为 e!O &~#'h}  
•一组曲面元件，以及 9 ayH:;  
•之间有一些自由空间 O:5ldI  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 i[V,IP +  
lk5_s@V l  

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f)!{y>Q  
0O@[on;Bd  
 在k域的元件 f?oI'5R41  
- 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 + xkMW%e<  
- 这适用于以下情况 G5C#i7cpm  
•平面表面元件 XmE_F  
•分层介质元件 0hEF$d6U  
•光栅元件 PDa0
6(t7  
•功能光栅元件 _A# x&<c  
GcU(:V2o  

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* S+7BdP  
  (5CX*)R  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 yDl5t-0`  
@)FXG~C*  
1. 实例#1：成像的光源模式 5wVi{P5+  
#oS  

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f]^J,L9qz  
查看完整的应用实例 cfF-e93T  
J@&$U7t  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 8DmX4*  

#&HarBxx  

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B@:XC&R^  

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)Q N=>J  
G/^5P5y%@
 
3. 实例#1：出瞳衍射法 <{P^W;N7  
c'VtRE# z~  

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A*?/F:E  

图片:1-200Q9104Z3960.png

s2 t-T0;  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 YV>VA<
c  
~S~x@&yR  

图片:1-200Q910492YW.png

q,19NZ  
  +=lcN~U2  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 o8yEUnqN  

3]5&&=#  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 HEW9YC"  
4Q>jP3  

图片:1-200Q9105040H0.png

tue%L]hc  
-t706(#k  
查看完整的应用实例 g#bfY=C  
]f+D& qZ B  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 M@z_Z+q9  
"!4>gg3r  

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k}owEBsn}  
c&iK+qvh{  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 AfbA.-
 
NU6Kh7  
1. 例#3：刻意忽略衍射 :j50]zLy{  
[n@!=T  

图片:1-200Q9105200K2.png

)}g4Rvr  
@XSu?+s)  
查看完整的应用实例 ^_"q`71Dk  
oew]ijnB  

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%BP)m(S7  

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28L'7  
2. 实例#3：包含衍射 %emPSBf@  
h[v3G<C~r  

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