[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Fl++rUT  
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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。 ,&jjpeZP  
Y^gIvX  

图片:1-200Q9103601c3.png

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F8B:P7I  
2. 三种傅里叶变换 1wW4bg 5  
Z$S0X$q}  
 快速傅里叶变换(FFT) ihIRB9  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 BXr._y, cr  
 半解析傅里叶变换(SFT) kS_37-;  
- 一种无需近似的高效重构。 kp*BAQ  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 w^/"j_p@  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) M+lI,j+  
 逐点傅里叶变换(PSF) [Rzn>  
- 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。 "~T06!F45  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 Hzc^fC  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) MsA)Y  
@4jPaqa(  

图片:1-200Q9103601c3.png

2hTH  
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3. 每个元件的设置 a!:R_P}7  
g")pvK[e  
 傅立叶变换设置 X($@E!|  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 Do;rY\sY  
- 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。 fwaM;YN_  
- 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) 0*o=JM]  
IF3V5Q  

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4. 每个元件的设置 NjSjE_S2B8  
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 傅里叶变换设置 Y+"Gx;F>  
 U66oe3W  

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       r'u[>uY  
XPcx"zv\  
5. 默认的傅里叶变换设置 m`8tHHF  
R= *vPS  
 光源模式和探测器的设置 t8-LPq  
- 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。 |*zvaI(}  
- 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。 sB`zk[R;  
}pv<<7}|  

图片:1-200Q9104034912.png

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xiQ;lE   
6. 特殊情况     |HK/*B  
mKBPIQ+ZS  
 多表面元件 %:[Y/K-   
- 对下列情况应当特别考虑 Mhg_z.Z  
•透镜系统元件 p\M\mK  
•球面透镜元件 sTO9>~sj  
- 此类组件可以理解为 !6d`e"\K  
•一组曲面元件，以及 q=cH ^`<.  
•之间有一些自由空间 JU0|pstf  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 !u|s|6{\  
]}dAm S/  

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4gK_'b6"  
<4P"1#nHQ+  
 在k域的元件 ;923^*\:F{  
- 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 =%oKYQ  
- 这适用于以下情况 GG[$-  
•平面表面元件 '} LAZQ"  
•分层介质元件 8Wyv!tL  
•光栅元件 fHwr6"DJ  
•功能光栅元件 QsH Fk5)  
L<TL6  

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V .VV:`S  
  viR-h iD  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 /|{~GD +A&  
BA|*V[HBE  
1. 实例#1：成像的光源模式 j4.deQ,  
!RwOUCk  

图片:1-200Q910455T60.png

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查看完整的应用实例 }z8HS< #Q  
{H%1sI  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 W02swhS  
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G8_|w6  
3. 实例#1：出瞳衍射法 Gfn?1Kt{  
I<ta2<h  

图片:1-200Q9104SD64.png

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图片:1-200Q9104Z3960.png

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4. 实例#1：出瞳衍射与对比 rb@{ir  
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图片:1-200Q910492YW.png

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  B7!dp`rPp  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 Bys_8x}  
l TRQ/B  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 Qcf5*]V  
!q_fcd^c
 

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B)4>:j:{?W  
COf>H0^%Q  
查看完整的应用实例 4w5mn6MxR  
Xi!`+N4  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 '+c
Px\4  
:F`yAB3  

图片:1-200Q910511DV.png

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实例#3：剪切干涉法的准直测试 z(&~O;;N#  
}\Mmp+<  
1. 例#3：刻意忽略衍射 v}AVIdR  
\6U$kMGde  

图片:1-200Q9105200K2.png

To"J>:l  
!Yan}{A,  
查看完整的应用实例 e2PM^1{_  
VU[4 W8f  

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2. 实例#3：包含衍射 x#{.mN  
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