[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ,, G6L{&
Z  
oLp:Z=  
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。 Ka\%kB>*`  
[bvIT]Z  
` 
`R;x  
OVm $  
2. 三种傅里叶变换 eqze7EY  
*xOrt)D=  
 快速傅里叶变换(FFT) fw1g;;E  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 If_S_A c  
 半解析傅里叶变换(SFT) >2l;KVm%  
- 一种无需近似的高效重构。 Y@Kp'+t(!  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 bu#}`/\_  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019)
-3<5,Q{G+  
 逐点傅里叶变换(PSF) }]H_|V*f  
- 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。 <99Xg_e  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 j5:{H4?  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) qe:,%a-9  
$h-5PwHp  
jo4*,B1x  
?q<"!U|e  
3. 每个元件的设置 pU*dE   
=,~h]_\_  
 傅立叶变换设置 [S/]Vk|4  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 ;?i(WV}ee  
- 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。 )vK %LmP  
- 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) rnVh ]xJ  
\@4_l?M  
8JUUK(&Z  
Nd~?kZZu  
4. 每个元件的设置 #<bt}Tht  
451r!U1Z  
 傅里叶变换设置 !z;a>[T'  
)BY\c7SG  
       V
et7a_  
y.~y*c6,g  
5. 默认的傅里叶变换设置 u4=j!Zb8}  
XnQo0 R.PW  
 光源模式和探测器的设置 oO|zRK1;/  
- 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。 PQsqi;=)  
- 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。 D!~-53f@  
 # a 'h,  
rs3Uk.Z^'  
5[M?O4
mi  
6. 特殊情况     pI |;  
u|7d_3 ::  
 多表面元件 5yO6szg  
- 对下列情况应当特别考虑 Wr7^  
•透镜系统元件 F+_4Q  
•球面透镜元件 tH<v1LEZN  
- 此类组件可以理解为 s,Cm}4L6  
•一组曲面元件，以及 n~l)7_G  
•之间有一些自由空间 . oUaq|O  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 #{GUu',?&  
@xW)&d\'  

a8-2:8Su  
rO/mK$  
 在k域的元件 lC+p2OG^[  
- 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 <w}k9(Ds  
- 这适用于以下情况 hq/\'Z&!+P  
•平面表面元件  c/I.`@  
•分层介质元件 x{C=rdp__  
•光栅元件 @YP\!#"8  
•功能光栅元件 =8j;!7p  
h%(dT/jPL)  
S'HM|&  
  G.O0*E2V  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 }.7!@!q.  

Va06(C
q  
1. 实例#1：成像的光源模式 Gu<3*@Ng  
gy _86y@  
L*9^-,  
查看完整的应用实例 %L{H_;z  
dZRz'd  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 *J?QXsg  
Lm9y!>1"O  
*~M=2Fj;i  
,:QG%Et  
X4&{/;$  
3. 实例#1：出瞳衍射法 =R!=uml(  
O%A:2Y79  
F$ x@]  
f!*b8ND^R  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比  o)cd!,h  
+}>whyX1  
Q$W0>bUP  
  @h([c  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 {Zjnf6d]  
=lS~2C  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 FJv=5L  
,Vt7Kiu  
RM-|?%  
?)7uwJsH  
查看完整的应用实例 OqY8\>f-  
rZe"*$e  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 z}s0D]$+x  
8=T;R&U^M  
vAq`*]W+  
6t TLyI$+  
实例#3：剪切干涉法的准直测试
+XJj:%yt  
e\k=T}  
1. 例#3：刻意忽略衍射 G|Ic6Sd  
_C&2-tnp  
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Tm_AoZH  
查看完整的应用实例 P 5m{}@g  
S,lJ&Rsu  
X7{ueP#L  
wtetB')yD  
2. 实例#3：包含衍射 yVUA7IY  
)}=`Gx5+