[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 z"sv,W  
;P|v'NNI  
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。 ,qgR+]?({  
:SD3  
99q$>nx,w  
p_3VFKq>0  
2. 三种傅里叶变换 =8qhK=&]  
]=0D~3o3  
 快速傅里叶变换(FFT) c%n%,R>  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 $/JnYkL{m  
 半解析傅里叶变换(SFT) 9JC8OSjJ  
- 一种无需近似的高效重构。 Q},uM_"+  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 4~:D7",Jn  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) zpxyX|  
 逐点傅里叶变换(PSF) !%C&hH\  
- 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。 }W]k1Bsx  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 ==7=1QfP  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) WgV[,(  
l]e7  

9c@\-Z'  
/0F <GBQ"v  
3. 每个元件的设置 z?_5fte`  
dG]s_lb9H  
 傅立叶变换设置 hRN>]e,!  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 ;V~~lcD&Y`  
- 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。 u"r1R
G'  
- 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) 2!bE|  
w`0r`\#V/  
;,_c1x/F  
{5:V hW}  
4. 每个元件的设置 <~qhy{hRn  
y {1p#  
 傅里叶变换设置 ~{O@tt)F  
!;C *Wsp}  
       W>7o ec  
Vt,"5c  
5. 默认的傅里叶变换设置 %8GY`T:^  
u%Yr&u  
 光源模式和探测器的设置 m&#a M8:\  
- 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。 )wYbcH  
- 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。 1G+?/w  
Ax+q/nvnb  
u>-!5=D8  
t[L'}ig!q  
6. 特殊情况     76*5/J-  
PizPsJ|&  
 多表面元件 5zBsulRt  
- 对下列情况应当特别考虑 rRZ ,X%  
•透镜系统元件 vl}uHdeP9  
•球面透镜元件 %sLij*  
- 此类组件可以理解为 lTv_%hUp  
•一组曲面元件，以及 nMHs5'_y  
•之间有一些自由空间 d6k`=Hlg  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 wMB<^zZmv  
sj@'C@oK  
L$+ap~ld  
q y8=4~40
 
 在k域的元件 .<`Rq'  
- 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 _,4f z(  
- 这适用于以下情况  HRKe 7#e  
•平面表面元件 ;0VE*  
•分层介质元件 S)*eAON9  
•光栅元件 r'q9N  
•功能光栅元件 b1;80P/:D  
29#;;n}p  
kw!1]N  
  nNFZ77lg  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 s^$zOp9  
eS jXaZh  
1. 实例#1：成像的光源模式  :RW0<  
\TrhJ  
%G$KahxV>  
查看完整的应用实例 "+ji`{  
vxo iPqo  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 q*<Df=+B  
H{P"$zj`l  
s3G3_&  
bd2"k;H<o  
/tf}8d  
3. 实例#1：出瞳衍射法 f,Sybf/uHh  
'7{0k{  
>i4UU0m  
+S:(cz80V  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 $vdGkz@6  
>w?O?&Q$  
W<3nF5!  
  4 |N&Y  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 @W^A%6"j  
Oav^BhUO  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 T
UiXE~8=  
d*T;RBk  
-~ `5kO~  
c;ELAns>  
查看完整的应用实例 |YQ:4'^"  
'wX'}3_/g  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 EpCUL@+  
x1$tS#lS  
8+uwzBNZ:  
0@t/j<5o  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 M*E4:A9_M  
XWbe|K!e  
1. 例#3：刻意忽略衍射 #:3E.=  
.c+RFX@0  
BjJ$I^  
oG5JJpLT  
查看完整的应用实例 ]RQQg,|D  
lBL;aTzo  
>=i47-H  
BRV /7ao="  
2. 实例#3：包含衍射 h]
c-x(+  
Y'Jb@l`$-