[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 >vXS6`;  
`/9I` <y  
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。 TPLv]$n  
n]t3d  

图片:1-200Q9103601c3.png

7eW6$$ju,N  
iba8G]2  
2. 三种傅里叶变换 k"6v& O  
CF v]wS  
 快速傅里叶变换(FFT) t^2$ent  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 Gzwb<e y  
 半解析傅里叶变换(SFT) |v<4=/.  
- 一种无需近似的高效重构。 DQ&\k'"\  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 {;Oj  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) ZZ/k7(8  
 逐点傅里叶变换(PSF) qTN30(x2  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 s<oT,SPt  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 N,.awA{  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ~S$ex,~  
b;nqhO[f}  

图片:1-200Q9103601c3.png

9i D&y)$"  
E(&zH;?_  
3. 每个元件的设置 [[xnp;-;  
h>p,r\X  
 傅立叶变换设置 ],vid1E  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 V{~~8b1E  
- 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。 _#uRKy<`N  
- 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) HBs 6:[q  
93ggCOaYA  

图片:1-200Q9103Q1A0.png

1^ iLs  
/O`R9+;  
4. 每个元件的设置 'v=BAY=Ef  
r?dkE=B  
 傅里叶变换设置 KFy|,@NI  
foB&H;A4oC  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       N34bB>_  
4G hg~0  
5. 默认的傅里叶变换设置 w2jB6NQX  
C =B a|Z  
 光源模式和探测器的设置 P@x@5
uC2  
- 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。 P.(z)
!]  
- 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。 KuEM~Q=  
Z_7TD)  

图片:1-200Q9104034912.png

9$}>O]  
b@sq}8YD|z  
6. 特殊情况     +UX} "m~W  
r{_1M>F D!  
 多表面元件 yo$A0Ti!w  
- 对下列情况应当特别考虑 ywB0 D`s'  
•透镜系统元件 |tz{Es<`B  
•球面透镜元件 S
pOS
Upl%  
- 此类组件可以理解为 C4t~
k  
•一组曲面元件，以及 }=.C~f]A  
•之间有一些自由空间 2wgcVQ Awa  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 ABL5T-
*]  
l{VJaZ $M  

图片:1-200Q9104250P0.png

F=f9##Y?7M  
s?fEorG  
 在k域的元件 85Kf>z::c  
- 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 A0Q1"b=  
- 这适用于以下情况 Ih;D-^RQ  
•平面表面元件 /Ao.b|mm  
•分层介质元件 6UuM`eu  
•光栅元件 &(jt|?{  
•功能光栅元件 Zm(}~C29  
238z'I+$G/  

图片:1-200Q910432G20.png

Vg mYm~y'  
  9WHarv2@  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 /b6
j<]H  
LmUR@ /VQ  
1. 实例#1：成像的光源模式 w;
J#+ik  
'C;KNc  

图片:1-200Q910455T60.png

C\|HN=2eh  
查看完整的应用实例 };*&;GFe  
GkKoc v  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 QqcAmp  
W#wC  

图片:1-200Q9104G3D2.png

'lgS)m  

图片:1-200Q9104P3312.png

Bma.Uln  
u N_<G  
3. 实例#1：出瞳衍射法 "L9pFz</  
$]?M[sL\N7  

图片:1-200Q9104SD64.png

JqEo~]E]  

图片:1-200Q9104Z3960.png

=S\pI  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 Hq,NOP  
'o7V6KG  

图片:1-200Q910492YW.png

0.1?hb|p5T  
  wB<cW>6  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 1z@ ncqe  
59?$9}o
b  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 Yof]  
P{,=a]x,mz  

图片:1-200Q9105040H0.png

RVpo,;:  
ffa
MF~+  
查看完整的应用实例 }q?q)cG  
8{Vt8>4  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 p#gf^Y5  
K=dG-
+B~}  

图片:1-200Q910511DV.png

AQc9@3T~Bi  
jLEO-<)-)  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 <,9rXjeRl  
@j%7tfW  
1. 例#3：刻意忽略衍射 5L\Im^  
`>0(N.'T  

图片:1-200Q9105200K2.png

1\5po^Oioy  
Nm3CeU  
查看完整的应用实例 w}x&wWM  
YH-W{].  

图片:1-200Q9105242O9.png

^YEMR C  

图片:1-200Q910530G03.png

@~IZ%lEQsD  
2. 实例#3：包含衍射 X u>]$+u#  
&VVvZ@X;  

图片:1-200Q910533W35.png