[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 { t1|6R0  
_5%NG 3c  
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。 d \[cFe1d  
g82_KUkB  

图片:1-200Q9103601c3.png

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`5$B"p&i  
2. 三种傅里叶变换 yi
-S^  
l{u2W$8  
 快速傅里叶变换(FFT) pD)$
O}  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 9f+S-!  
 半解析傅里叶变换(SFT) Gs7#W:e7  
- 一种无需近似的高效重构。 mxxuD"5  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 PX%Y$`  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) _h2s(u >\  
 逐点傅里叶变换(PSF) $&>z`bAS>  
- 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。 qDzd_E@aR  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 ,cg%t9  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) k%[pZ5.!  
1`;,_>8  

图片:1-200Q9103601c3.png

B"9/+Yj  
FSp57W$  
3. 每个元件的设置 -55Pvg0ND  
/!//i^  
 傅立叶变换设置 uk\-"dS  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 H%AF,  
- 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。 @aX$}  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) H$j`75#u?-  
4kZ9]5#.  

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fCq  
4. 每个元件的设置 ,2I8,MOg  
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/L "A  
 傅里叶变换设置 X9d~r_2&m<  
tk"+PTGJT  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       99<0xN(25  
[J6*Q9B<V&  
5. 默认的傅里叶变换设置 Ckelr  
DKcg  
 光源模式和探测器的设置 .Y?/J,Ch  
- 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。 R-8/BTls7  
- 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。 <}^W9>u<  
L;n2,b  

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TvEN0RV2  
7d7"^M  
6. 特殊情况     N<xf=a+j  
xKKR'v:o\  
 多表面元件 }P5zf
$  
- 对下列情况应当特别考虑 3Mnm2*\  
•透镜系统元件 2hjR'6h"Y  
•球面透镜元件 ?H c~ 3  
- 此类组件可以理解为 :uAW  
•一组曲面元件，以及 J|orvnkK  
•之间有一些自由空间 wW7W+,{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。 @aG1PG{  
}HM8VAH  

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Fb<r~2  
 在k域的元件 H$^b.5K  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 Wdt9k.hzN  
- 这适用于以下情况 Pez 7HKW:  
•平面表面元件 t|gEMDGa3  
•分层介质元件 \haJe~  
•光栅元件 RLypWjMx$
 
•功能光栅元件 @j
%r6N  
sOSol7n  

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>IW0YIQy,  
  U9D4bn D  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 <a-I-~  
FhgO5@BO  
1. 实例#1：成像的光源模式 360V  
8>Xyz`$kH  

图片:1-200Q910455T60.png

r\y~ :  
查看完整的应用实例 0`=#1u8  
pYo]lO  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 #>-_z  

PaF`dnJ  

图片:1-200Q9104G3D2.png

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Q3B  

图片:1-200Q9104P3312.png

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`  
uBLI!N-G  
3. 实例#1：出瞳衍射法 N"2Ire  
} h|1H  

图片:1-200Q9104SD64.png

^[}^+  

图片:1-200Q9104Z3960.png

o5gt`H"  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 =[!&&,c=  
WJ$D]7  

图片:1-200Q910492YW.png

 4I7}  
  w-?_U7'  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 umrfA  
Z@fMU2e=Z  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 Jrd:6
Z  
bCY8CIF  

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H8+7rM  
+^n [B  
查看完整的应用实例 V|3}~(5=  
X4LU/f<f  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 W'x/Kg,w-  
BtS#I[-p_  

图片:1-200Q910511DV.png

!E<y:$eH:  
&U%AVD
[  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 LYb@0O<w  
[F4]pR(  
1. 例#3：刻意忽略衍射 cl kL)7RQ  
};"-6e/9  

图片:1-200Q9105200K2.png

"w.gP8`  
33dHTV  
查看完整的应用实例 {\3ZmF  
NO5\|.,Z  

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xi|T7,\X  
2. 实例#3：包含衍射 +VxzWNs*JP  
-\C;2&(  

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