[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 =~7%R.U([e  
$mS]K!\  
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。 5 *w a  
\*24NB  
8+gti*C?\  
7-*QF>w<a  
2. 三种傅里叶变换 8`edskWrU  
e<Pbsj  
 快速傅里叶变换(FFT) P8Nzz(JF  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 8V]oR3'  
 半解析傅里叶变换(SFT) w"p,6Ew
 
- 一种无需近似的高效重构。 <X
5'uve  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 : 5=E>!  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) zQ[g*  
 逐点傅里叶变换(PSF) @%8Xa7+  
- 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。 HkgmZw,  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 4s{_(gy  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ^g[,}t:/d  
f(Hh(  
3F/05}d`  
}
digw(  
3. 每个元件的设置 &PfCY{_  
_3G;-iNX;  
 傅立叶变换设置 /~k)#44  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 1Tn0$+$.4  
- 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。 M!KHBr  
- 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) y-Xd~<*Ia  
'eKvt5&@  
co <ATx  
HLjXH#ry  
4. 每个元件的设置 ^\Bm5QkS  
%D::$,;<<  
 傅里叶变换设置 Y6_%HYI$  
K2=`.  
       &3jq'@6  
x2 s%qZ#  
5. 默认的傅里叶变换设置 V
!Cu%4  
37#|
X*L  
 光源模式和探测器的设置 HkGA$  
- 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。 
T?p'R  
- 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。 $]&0`F  
zvvF9  
a!`b`r-4  
yQ^k%hHa  
6. 特殊情况     I|RMxx y;  
+Lq;0tRC  
 多表面元件 D][e u
B  
- 对下列情况应当特别考虑 5kX#qT=  
•透镜系统元件 x2P}8Idg?A  
•球面透镜元件 'Gn-8r+  
- 此类组件可以理解为 Rnl 4  
•一组曲面元件，以及 pt"yJtM'P  
•之间有一些自由空间 6]GEn=t  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 6
SYQRK  
A578g  
&e#>%0aS  
R.(cGZS  
 在k域的元件 0SoU\/kUi  
- 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 5if4eitS  
- 这适用于以下情况 -EwtO4vLJ  
•平面表面元件 cfb8kNn~+  
•分层介质元件 IW48Sg  
•光栅元件 >DHpD?Pm!  
•功能光栅元件 f zu#!  
>e]46K  
Hk65c0  
  2TR l@  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 HA +EuQE"  
0YMmWxV  
1. 实例#1：成像的光源模式 Ihe/P {t]J  
Dy>U=(S  
3 cd5g  
查看完整的应用实例 |2yTt*!-r  
m,zZe}oJ  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 MX3ss,F  
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IS  
4JF8S
#8B  
i(eLE"G+  
[+=h[DC  
3. 实例#1：出瞳衍射法 2r+@s
g  
Rp#9T?i``[  
m?Gb5=qo  
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)O8  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 \M]w I  
G4!$48  
kg2?IL  
  ` ]*KrY  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 *{5L*\AZ  
bL=32YS  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 ObDcNq/b!  
0:W*_w0Ge  
!Ua74C
 
~=t,g S  
查看完整的应用实例 mp_
(ke  
L{>XT
 
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 4KB)UPW  
`r; .  
 b;!oPT  
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实例#3：剪切干涉法的准直测试 &} b'cO  
y{Wtm7fnA  
1. 例#3：刻意忽略衍射 sje}E+{[  
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N4>  
 T)o)%Yv  
WMB~? EDhv  
查看完整的应用实例 U=<E,tM  
~lx5RTkp  
]xf lfZ  
"%+C@>`(  
2. 实例#3：包含衍射 aX=  
1=DUFl.