[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Ki 3_N*z  
"`]'ZIx[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。 51/sTx<Z}  
J{H?xc o  
*.dKR  
i@{*O@m  
2. 三种傅里叶变换 `r.N  
 7kM4Ei  
 快速傅里叶变换(FFT) R9E6uz.j  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 {kG;."S+
K  
 半解析傅里叶变换(SFT)  V.fp/jhj  
- 一种无需近似的高效重构。 )8]3kQffJ=  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 UC#"=Xd4  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) #XL`S  
 逐点傅里叶变换(PSF) 8q*";>*  
- 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。 dk4D+*R  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 =VCQ*  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) w=$'Lt!  
w[{*9  
uf?b%:A  
NCxn^$/+>9  
3. 每个元件的设置 S]b xQa+  
VK$zq5D  
 傅立叶变换设置 kpWzMd &RK  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 +yIL[D  
- 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。 L,%Z9  
- 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) 2moIgJ   
$%;jk  
mQnL<0_
<f  
6.UKB<sV  
4. 每个元件的设置 BUV/twU)  
(6o:4|xl0  
 傅里叶变换设置 [nC4/V+-  
*CT.G'bQX  
       ?0m?7{  
ac3_L$X[  
5. 默认的傅里叶变换设置 fYs?D+U;PF  
_4Ii5CNNU  
 光源模式和探测器的设置 W`5a:"Vg  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 c-|kv[
\a  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 }eI`
Qg  
CJ:uYXJJ:z  
[}@n*D$  
wU.'_SBfB  
6. 特殊情况     k|l5"&K~.  
9G+y.^/6  
 多表面元件 m.Twgin  
- 对下列情况应当特别考虑 bbO+%-(X  
•透镜系统元件 uGM>C"  
•球面透镜元件 `{%-*f^  
- 此类组件可以理解为 3 ^pYCK%  
•一组曲面元件，以及 RpULm1b  
•之间有一些自由空间 a&8l[xe1  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 hk/+  
we }#Ru*  
MHGjvSx  
s5nB(L*Pjp  
 在k域的元件 1"M"h_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 gfxoJihE  
- 这适用于以下情况 3L*+8a  
•平面表面元件 x}_rnf_  
•分层介质元件 F@Pem  
•光栅元件 :82?'aR  
•功能光栅元件 f<^ScFVR  
kGruo5A  
9A(n_Rs7?  
   Ls lM$  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 R !jhwY$  
QZ#3Bn%B5  
1. 实例#1：成像的光源模式 w<btv]X1  
rtcJ=`)0`  
vi^z5n  
查看完整的应用实例 [2=^C=52  
8TUF w@H%  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 sw[<VsxjR  
3e#x)H/dr  
zI1(F67d`  
/7.w
QeL9  
sYl&Q.\q  
3. 实例#1：出瞳衍射法 3&O% &  
eB)UXOu1  
L,f^mX0<  
~}epq6L>  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 5%EaX?0h+  
Tw?P
p8'  
1hF2eNh  
  $:qI&)/  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 *QMF <ze  
X*_ SHt  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 e|S+G6 :O2  
`MN&(!&C*  
5hlJbWJa  
H't`Q&]a  
查看完整的应用实例 Bk\*0B  
Sr4dY`V*:z  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 rOs)B21/  
/+Wb6{lY  
mMel,iK=  

.;]YJy  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 pyu46iE)  
F! |TW6)gv  
1. 例#3：刻意忽略衍射 DMy4"2 o  
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,ivWVsN*]  
查看完整的应用实例 ]9bh+  
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CD XB&%Sr  
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2. 实例#3：包含衍射 qg) Af  
Dx9$H++6$X