[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 )t\aB_ =  
qn |~YXn  
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。 ja&m-CFK  
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L*vKIP<EMM  
Qj(ppep\U"  
2. 三种傅里叶变换 `
c-omNu  
n"Bc2}{  
 快速傅里叶变换(FFT) ]bpgsW:Xu  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 Q[|*P ] w  
 半解析傅里叶变换(SFT) HTvUt*U1  
- 一种无需近似的高效重构。 +PKsiUJ|  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 m&'!^{av  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) 1Ax;|.KQH  
 逐点傅里叶变换(PSF) $7i[7S4  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 VRD^>Gi  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 y%kZ##  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) .sFN[>)  
ha 2=O  
|(PS bu  
*vvm8ik  
3. 每个元件的设置 pv-c>8Wb6  
e+{lf*"3  
 傅立叶变换设置 *yjnC  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 {s*2d P)  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 mo(>SnS<  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) v'S5F@ln  
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Y~UAE.  
f#w u~*c  
4. 每个元件的设置 257$ !  
W7!iYxO  
 傅里叶变换设置 W-/V5=?   
R:R<Xt N`5  
       [K'gvLt1  
`+>K)5hrR  
5. 默认的傅里叶变换设置 pIYXYQ=Z  
DrC"M*$!  
 光源模式和探测器的设置 >V)"TZH  
- 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。 &/"a E  
- 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。 )c'E9ZuZ>d  
C_8_sbZ/  
BOq9\g`5s  
(
j??
 
6. 特殊情况     (}.MB3`#C  
a_?b<  
 多表面元件 C"_ Roir?  
- 对下列情况应当特别考虑 ;B[(~LCyT  
•透镜系统元件 .Y^cs+-o  
•球面透镜元件 CS(2bj^6D  
- 此类组件可以理解为 hh*('n>[  
•一组曲面元件，以及 jC{KI!kPt  
•之间有一些自由空间 7C,giCYU  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 HTGLFY(&  
e6J^J&`|4  
k,k>w#&  
P*~ vWYH9  
 在k域的元件 C1UU v=|  
- 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 72yJv=G  
- 这适用于以下情况 f
86Z #%  
•平面表面元件 ZILJXX4  
•分层介质元件 b:p0@|y  
•光栅元件 l!&ik9m  
•功能光栅元件 ]W`?0VwF  
A8Fe@$<#8  
Yv@n$W`:  
  &r4|WM/ec  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 #u8#< ,w  
OWT%XUW=  
1. 实例#1：成像的光源模式 Y68A+ B.  
Xo/H+[;X  
Rb&9!z  
查看完整的应用实例 m|{^T/kIbQ  
]77f`<q<}!  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 0F/[GZ<k  
`?3f76}h  
S)j(%
g  
09jE7g @X}  
Y<irNp9  
3. 实例#1：出瞳衍射法 ~~-VScG&  
2%`= LGQC  
oeZuvPCl  
Abt<23$h  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 OoH-E.lp  
H${LF.8  

S_Wq`I@b  
  Q[rZ1z  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 51Y%"v t  
sg2%BkTI  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 Hxgc9Fis  
It&CM,=t  
z06,$OYz  
_OuNX.yrG  
查看完整的应用实例 B\)Te9k'  
$m2#oI'D  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 n
{sk  
4Zwbu  
e7xBi!I)~  
|`#fX(=  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 $KGMAg/H  
j_N<aX  
1. 例#3：刻意忽略衍射 I@/ G#3Zr  
pQ:^ ziwa3  
.G!xcQ`?  
S,AxrQc  
查看完整的应用实例 "}*D,[C5e  
b2UDPW  
In96H`  
eQu(3sYb  
2. 实例#3：包含衍射 hoqZb<:  
ZxwrlaA