[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 0g4cyK~n]  
H5)WxsZ R  
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。 "H@AT$Ny(  
n\U6oJN  

图片:1-200Q9103601c3.png

YN[D^;}  
9,+LNZ'k  
2. 三种傅里叶变换 F$C:4c  
`0N/ /Q  
 快速傅里叶变换(FFT) (fS4qz:&l  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 0nAS4Az  
 半解析傅里叶变换(SFT) m`aUz}Y>c  
- 一种无需近似的高效重构。 E)bP}:4V  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 Ye\%o[X  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Uz_{jAhW]  
 逐点傅里叶变换(PSF) ><HXd+- sd  
- 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。 %l,EA#89s  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 GEgf_C!%@  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) LBR_Q0EP  
$2 0*&4y^  

图片:1-200Q9103601c3.png

:+n7oOV  
B}.ia_&DLR  
3. 每个元件的设置 \)hmg  
O"GzeEY7  
 傅立叶变换设置 WJWhx4Hk  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 7 m%|TwJN  
- 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。 :tMWy m  
- 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) ~mU#u\r(*  
#'T@mA  

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N?p$-{  
3? "GH1e  
4. 每个元件的设置 @M-bE=  
JdnZY.{S0  
 傅里叶变换设置 qabM@+m[  
$: -Ptm@  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       [z?XVl<  
BScysoeD  
5. 默认的傅里叶变换设置 Z|.. hZG  
ZtiOf}@i\  
 光源模式和探测器的设置 TG($l2  
- 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。 3ul  
- 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。 azSS:=A  
;a|A1DmZ  

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;J<kG@  
KW)yTE<  
6. 特殊情况     iJAW| dw}  
U i;o/Z3  
 多表面元件 7~ 2X/  
- 对下列情况应当特别考虑 {=kA8U  
•透镜系统元件 =+u$ZZ0+]o  
•球面透镜元件 8K$:9+OY  
- 此类组件可以理解为 +] uY  
•一组曲面元件，以及 ,}[,]-nVx  
•之间有一些自由空间 =i.[|g"  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 ($-o"y"x  
6Rso}hF}}  

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WWY9U  
2>mDT  
 在k域的元件 "8N]1q:$4  
- 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 hFKYRZtP.8  
- 这适用于以下情况 WW&0FugY_  
•平面表面元件 E:%%Dm  
•分层介质元件 s)>]'ii  
•光栅元件 X"R;/tZ S4  
•功能光栅元件 =,sMOJc>  
FT=w`NE,+  

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mZORV3bN  
  FQ[::*-  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 1m&(3%#{  
.DT1Jvl  
1. 实例#1：成像的光源模式 #fwG~Q(  
(2S,0MHk  

图片:1-200Q910455T60.png

3)=$BSC%  
查看完整的应用实例 \aG>(Mr  
R|_?yV[  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 xi-^_I  
YoXXelO&  

图片:1-200Q9104G3D2.png

X(/W|RY{@  

图片:1-200Q9104P3312.png

\jC}>9  
~;{)S}U@R  
3. 实例#1：出瞳衍射法 ,cS|fG  
=oSv=xY  

图片:1-200Q9104SD64.png

g5H+2lSC  

图片:1-200Q9104Z3960.png

b-wFnMXk+  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 sb;81?|  
iNha<iS+  

图片:1-200Q910492YW.png

K2!KMhvQ  
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b8=[J  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 W"$'$h  
=3sBWDB[  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 C8i}~x<  
/QG8\wXE2  

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z"R-Sme  
.F9>|Xx[  
查看完整的应用实例 H!,#Z7s  
r..\(r  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 55fV\3F|R  
d!8`}L:=M  

图片:1-200Q910511DV.png

W0X?"Ms|a  
$/6.4"j  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 \acjv|]  
qbmy~\ZY  
1. 例#3：刻意忽略衍射 u=A&n6Q[Vo  
><dSwwu  

图片:1-200Q9105200K2.png

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u3Ua>A-  
查看完整的应用实例  |G{TA  
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G=(F-U;*  

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2. 实例#3：包含衍射 5|";L&`  
2?#IwT'  

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