[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ;4O;74`Zh  
-mWw.SfEZ  
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。 Qbe{/  
Z{R=h7
P  

图片:1-200Q9103601c3.png

@Tj  6!v  
LeRh(a`=$  
2. 三种傅里叶变换 wTJMq`sY_  
`P)64So-1  
 快速傅里叶变换(FFT)
{F{[!.  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 D$
^7Xhk  
 半解析傅里叶变换(SFT) y(p:)Iv  
- 一种无需近似的高效重构。 N;Gf,pE  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 !gA^$(=:"  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Y9(i}uTi  
 逐点傅里叶变换(PSF) 5G]#'tu  
- 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。 COl%P  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 C*6bR? I9  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) :XZJxgx  
zDQ\PZ~  

图片:1-200Q9103601c3.png

s-YV_  
\FaB!7*~  
3. 每个元件的设置 HN&vk/[  
9#=IrlV4  
 傅立叶变换设置 xBx?>nN  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 -iZjs  
- 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。 neMe<jr  
- 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) =S?-=jPtg  
SUQ}^gn]  

图片:1-200Q9103Q1A0.png

7E84@V[\  
?2bE=|  
4. 每个元件的设置 TY{?
4  
%L=h}U13  
 傅里叶变换设置 o@V/37!  
0a;FX0S&  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       -B++V  
,C12SM*@  
5. 默认的傅里叶变换设置 W9
V=hQ2
 
!*QA;*e  
 光源模式和探测器的设置
98%a)s)(a  
- 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。 AXv3jH,HF  
- 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。 ^`C*";8Q  
ki/Lf4  

图片:1-200Q9104034912.png

j?` D\LZhf  
-T="Ml&  
6. 特殊情况     IU"!oM^  
 x+j/v5  
 多表面元件 OsuSx^}  
- 对下列情况应当特别考虑 _:z
;j{@4  
•透镜系统元件 r-DD*'R  
•球面透镜元件 gQzF C&g  
- 此类组件可以理解为 !c;p4B)  
•一组曲面元件，以及 (6_/n&mF  
•之间有一些自由空间 5Szo5  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 m`w6wz  
/?<9,7#i  

图片:1-200Q9104250P0.png

*h8XbBZH  
Kof
-;T  
 在k域的元件 ,DsT:8  
- 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 &b:Zln.j  
- 这适用于以下情况 m*WEge*$t  
•平面表面元件 <L[)P{jn?p  
•分层介质元件 2FtEt+A+'  
•光栅元件 NxRiEe#m  
•功能光栅元件 U%6lYna{M#  
RB 0j!H:  

图片:1-200Q910432G20.png

J!qEj{  
  t"m`P1  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 Ki6BPi^  
A^jm<~  
1. 实例#1：成像的光源模式 P>cJ~FM  
aQ3vG08L>  

图片:1-200Q910455T60.png

"alO"x8t  
查看完整的应用实例 H0:6zSsc=|  
&?6~v  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应  0>J4O:k  
cnO4NUDv  

图片:1-200Q9104G3D2.png

Y2~{qY  

图片:1-200Q9104P3312.png


y3$\ m  
B#lj8I^|  
3. 实例#1：出瞳衍射法 =<tEc+!T3  
O[J+dWyp  

图片:1-200Q9104SD64.png

jWjK-q@Y  

图片:1-200Q9104Z3960.png

",oUVl  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 3m9E2R,  
biuo.OG]  

图片:1-200Q910492YW.png

(3S/"
ZE  
  YtKX\q^.  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 Y\F H4}\S  
?-p aM5Q+  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 ))zaL2UP.  
745PCC'FK  

图片:1-200Q9105040H0.png

,S K6*tpI  
6@
361f[  
查看完整的应用实例 JVCgYY({KQ  
KAaeaiD  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 :H k4i%hGk  
agot (  

图片:1-200Q910511DV.png

z{_Vn(Kg  
D*b|(Oi  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 a,\u|T:g  
k18V4ATE]  
1. 例#3：刻意忽略衍射 qWK7K%-$E  
ZSf+5{2m  

图片:1-200Q9105200K2.png

)^xmy6k  
:O=Vr]Y8K  
查看完整的应用实例
p{GDW_  
wYM{x!D  

图片:1-200Q9105242O9.png

7]53GGNO  

图片:1-200Q910530G03.png

~|]\.^B  
2. 实例#3：包含衍射 jl7-"V>j?;  
x$4'a~E  

图片:1-200Q910533W35.png