[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 z"nMR_TTu  
.wV-g: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。 7@R^B=pb  
00B,1Q HP  

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wP7 E8'  
)[ QT?;  
2. 三种傅里叶变换 .sjv"D"  
tdHeZv  
 快速傅里叶变换(FFT) u4tv=+jh  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 1Ep7CV-n}  
 半解析傅里叶变换(SFT) \kZ@2.pN  
- 一种无需近似的高效重构。 j#~ S"t  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 2KlVj]!7  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) 2:RFPK  
 逐点傅里叶变换(PSF) T[evh]koB  
- 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。 o@m7@$7  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 u9{SG^  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) C|V5@O?;&  
X?YT>+g;  

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TNDp{!<|L;  
7g5Pc_  
3. 每个元件的设置 #qu;{I#W3  
I<Cm$8O?  
 傅立叶变换设置 x~i\*Ox^  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 mPF<2:)wv  
- 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。 e,xJ%f  
- 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) }vU^gPH  
|{ =Jp<}s  

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'C=(?H)M  
Scug wSB  
4. 每个元件的设置 X(O:y^sX}  
a ]:xsJ~  
 傅里叶变换设置 B8unF=u  
7^V`B^Vu  

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       La28%10  
Lf:#koaC  
5. 默认的傅里叶变换设置 2Jky,YLcb  
pHowioFx  
 光源模式和探测器的设置 iMv):1p>8  
- 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。 7xM4=\~OG  
- 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。 TV|Z$,6l  
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图片:1-200Q9104034912.png

XI
:+EeM?  
WZn"I&Z  
6. 特殊情况     DxD\o+:r  
]heVR&bQ  
 多表面元件 Lxn-M5RPQ  
- 对下列情况应当特别考虑 @#*{* S8  
•透镜系统元件 PdEPDyFkh  
•球面透镜元件
E^Ch;)j|  
- 此类组件可以理解为 ]yQqx*  
•一组曲面元件，以及 2kOaKH[(q  
•之间有一些自由空间 KYyoN  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 I]HLWF  
 c_,pd  

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QE pCU)  
TD-B\ @_  
 在k域的元件 roPC ^Q  
- 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 R%~~'/2V  
- 这适用于以下情况 ++UxzUd  
•平面表面元件 fT{jD_Q+3  
•分层介质元件 [VLq/lg*  
•光栅元件 :#\jx  
•功能光栅元件 4`'Rm/)  
N?8nlrDQ  

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3sRI7g  
  Unansk  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 WZjR^6  
ZFh[xg'0  
1. 实例#1：成像的光源模式 mI\[L2x  
ADM!4L(s4}  

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~}/_QlX` K  
查看完整的应用实例 Hq~SRc~  
J7`;l6+Gb  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 NGRXNh+  
8Ht=B,7T  

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<;@E .I\N  

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=*.S<Ko)  
!]9qQ7+R%  
3. 实例#1：出瞳衍射法 ?=1i:h  
>s!k"s,  

图片:1-200Q9104SD64.png

6;@:/kl t  

图片:1-200Q9104Z3960.png

e|>@ >F]K  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 +;)Xu}  
1D2RhM%  

图片:1-200Q910492YW.png

R&:Qy7"  
  7<L!" 2VB  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 C!nbl+75  
/1m+iM^V  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 ^jcVJpyT@R  
@HE?G  

图片:1-200Q9105040H0.png

M$Rh]3vqR  
5Q:49S47  
查看完整的应用实例 X)=m4\R  
O2f-{jnTz,  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 B/m
fm 7  
IL uQf-  

图片:1-200Q910511DV.png

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实例#3：剪切干涉法的准直测试 [
jxh$}?P  
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1. 例#3：刻意忽略衍射 ] yWywa\  
G8MLg#  

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查看完整的应用实例 \@T;/Pj{[  
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2. 实例#3：包含衍射 >wFn|7\)s>  
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