[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 $S6AqUk$  
J#bEAK^L,l  
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。 4,FuQ}  
='YR;  
x"*u98&3  
1 aIJ0#nE  
2. 三种傅里叶变换 -<qci3Ba}  
Kh3*\xT  
 快速傅里叶变换(FFT) 
1)M3*h3  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 :h?Zg(l  
 半解析傅里叶变换(SFT) LkNC8V
  
- 一种无需近似的高效重构。 1P&c:n  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 .LdLm991,Y  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) YQ2ie>C8  
 逐点傅里叶变换(PSF) ]yA| m3^2  
- 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。 NaLec|6<t  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 dxxD%lHCF  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) oE)tK1>;H  
>H[&Wa+_  
 Trm)7B*  
fokOjTE  
3. 每个元件的设置 /1t(e._  
ss |<\DE+  
 傅立叶变换设置 8la.N*  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 q4Qm:|-  
- 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。 mJ[LmQ<:  
- 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) NSj}
?hz  
,Rz,[KI|  
vY6eg IO  
;OE{&  
4. 每个元件的设置 bvs0y7M='  
Yw4c`MyL  
 傅里叶变换设置 ]MRE^Je\h  
7[^:[OEE  
       <HI5xB_  
p
%_r0  
5. 默认的傅里叶变换设置 tk2B\}6  
" #_NA`$i  
 光源模式和探测器的设置 ^=}~  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。  &EV|knW  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 5fSDdaO  
,r+=>vre  
9^)ochY3  
;"wU+  
6. 特殊情况     2j*\n|"}{  
zH}u9IR3`  
 多表面元件 y2o?a6`  
- 对下列情况应当特别考虑 {HlUV33O  
•透镜系统元件 Y?R;Y:u3Z  
•球面透镜元件 c-n
'F+fZ  
- 此类组件可以理解为 C.FGi`rrm  
•一组曲面元件，以及 ,`B*rCOa  
•之间有一些自由空间 5d<-y2!M  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 "-90:"W  
}Sqey:9jH  
_LxV)  
;M>0,  
 在k域的元件 >dn[oS,  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 0&$e:O'v  
- 这适用于以下情况 LPvyfD;Zy  
•平面表面元件 cg}46)^<QH  
•分层介质元件 ]nEN3RJ  
•光栅元件 !s9<%bp3  
•功能光栅元件 [}+0NGgR  
LdDkd(k  
'h([Y8p{  
  p$0;~1vH  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 gXE'3  
^4`q%_vm  
1. 实例#1：成像的光源模式 gh['T,  
mv)M9c,`  
RT F9;]Ti  
查看完整的应用实例 Qf$0^$ "  
j}X4#{jgC  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 {uDL"~^\  
[yf2_{*0T  
_|g(BK2}  
\"<&8  
\V+$2 :A  
3. 实例#1：出瞳衍射法 4;7<)&#h  
k'xnl"q  
~2S`y=*:  
hUxpz:U*  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 3Yp_k  
N`Zm[Sv7  
]j}zN2[A  
   N_=7  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 );@@>~  
!3-mPG< ]  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 J3}^\k=p"  
 /e!/  
L`V6\Ix(I  
C;OU2,c,T  
查看完整的应用实例 G$xuHHZ'  
EJNj.c-#  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 Km'd=B>Jy  
O (tcu@vfl  
GLv}|>W  
6T;C+
Y$  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 !,V8?3.aJn  
&bRmr/D  
1. 例#3：刻意忽略衍射 5lxC**NA  
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Ni"fV]'  
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查看完整的应用实例 Vj:)w<],  
Y~,[9:SR  
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Yc"G="XP;  
2. 实例#3：包含衍射 Njc3X@4=  
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