[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 S[" &8Fy  
<s#}`R.#2  
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。 ()>\D  
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2. 三种傅里叶变换 1|cmmUM-'v  
Gf'V68,l$  
 快速傅里叶变换(FFT) ]@ [=FK^  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 {hRAR8  
 半解析傅里叶变换(SFT) hoeTJ/;dm  
- 一种无需近似的高效重构。 D\V}Eo';6  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 1 )j%]zd2  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) j`'=K_+nU  
 逐点傅里叶变换(PSF) W#y)ukRv  
- 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。 D0k7)\puQ  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 +TAm9eDNV  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ]@?3,N  
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3. 每个元件的设置 l1wxs@](  
O.K8$  
 傅立叶变换设置 ?0;b}Xl-  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 t8)Fkx#8}  
- 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。 ^LC5orO  
- 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) U.6hLFcE  
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4. 每个元件的设置 3iEcLhe"4  
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 傅里叶变换设置 |_=jXf\TL  
tc,7yo\".  
       4GHIRH C%[  
Yu1xJgl  
5. 默认的傅里叶变换设置 \AK|~:\]  
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 光源模式和探测器的设置 @g=A\2  
- 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。 Vd1K{rH#  
- 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。 Y+=@5+G  
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tt[_+e\4  
x
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6. 特殊情况     4rzioIk  
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 多表面元件 R\Q%
_~1  
- 对下列情况应当特别考虑 ckP3[@Su {  
•透镜系统元件 +`4}bc,G  
•球面透镜元件 B6pz1P?e}  
- 此类组件可以理解为 /Bwea];^Q  
•一组曲面元件，以及 F'~/  
•之间有一些自由空间 Vut.oB$ ~  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 h?1pGz)[C  
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{Jy%h8n*  
 在k域的元件 O#U
"c5%  
- 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 7Rh:+bT  
- 这适用于以下情况
h1gb&?w5P  
•平面表面元件 `i:0dVs  
•分层介质元件 .6;B3  
•光栅元件 dDuA%V0  
•功能光栅元件 ^+wz
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?7p| F^  
  ~^C7(g )  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔
#&:nkzd  
vp|=q;Q%r  
1. 实例#1：成像的光源模式 .5ycO  
[O)Zof  
2Ee1mbZVw8  
查看完整的应用实例 $P@cS1sB  
xq)/QR  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 PmY:sJ{M  
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0EB'!  
stG&(M  
8WGM%n#q  
3. 实例#1：出瞳衍射法 ^0 lPv!2  
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8JrGZ8Q4RM  
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4. 实例#1：出瞳衍射与对比 [-gKkOT8E  
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  _Xv/S_yW  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 zLqp@\sT  
79x9<,a)  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 9"RfL7{  
)l}wjKfgO  
u_"h/)C'H  
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查看完整的应用实例 e;
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X&~Eo  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 PPO<{  
Lp WEu^j  
mlWIq]J  
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实例#3：剪切干涉法的准直测试 XXcf!~uO  
Kx+Bc&X  
1. 例#3：刻意忽略衍射 z\Y^x9  
|P7f^0idk  
/xbZC{R  
l,L=VDEz,  
查看完整的应用实例 O*{H;7Pv  
0Ida]H  
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BZc-  
2. 实例#3：包含衍射 )YtL=w?L'  
jFTV\|C