[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 b#z{["%Zp  
p$OkWSi~
 
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。 lQnqPQY  
r1QLSD]i6  

图片:1-200Q9103601c3.png

Z4'8x h)-  
|oI]  
2. 三种傅里叶变换 #99fFs`w  
zd+<1R;  
 快速傅里叶变换(FFT) 1{7*0cv$iL  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 ;/]vmgl2  
 半解析傅里叶变换(SFT) :")iS?l  
- 一种无需近似的高效重构。 TbPTgE *  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 kw Iw=8q~  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) aR}L- -m  
 逐点傅里叶变换(PSF) idh5neyL  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 gx)!0n;  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 V]$J&aD  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) XrD@q  
xsIuPL#_  

图片:1-200Q9103601c3.png

ekx~svcC&A  
/kKF|Hg`c  
3. 每个元件的设置 nd)bRB  
pN
^^U[  
 傅立叶变换设置 Tf1G827  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。  wN4N2  
- 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。 gnPu{-E
c*  
- 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) :yTpjC-S]  
>SR!*3$5  

图片:1-200Q9103Q1A0.png

bW9a_myE  
OcWzo#q4[  
4. 每个元件的设置 7P$>T  
Ckc4U. t|  
 傅里叶变换设置 =6N%;2`84  
sF`ELrR \  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       p#eai  
Anu`F%OzB  
5. 默认的傅里叶变换设置 +jPs0?}s  
;Iu}Q-b*  
 光源模式和探测器的设置 1\'zq;I~  
- 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。 9
nrH 6]  
- 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。 ~Kr_[X:d5  
D[5Qd)PIL  

图片:1-200Q9104034912.png

nA#FGfZ{Ge  

z[q#Dw  
6. 特殊情况     #o]/&T=N=  
"ApVgNB  
 多表面元件 3+j!{tJ z2  
- 对下列情况应当特别考虑 lS.&>{  
•透镜系统元件 A*r6  
•球面透镜元件 "DniDA  
- 此类组件可以理解为 SQ_w~'(  
•一组曲面元件，以及 d/fg  
•之间有一些自由空间 u\9t+wi}<  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 dfss_}R  
5A~lu4-q  

图片:1-200Q9104250P0.png

};z[x2l^  
CE'd`_;HLn  
 在k域的元件 l".LtU
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 CQ`$' oy?W  
- 这适用于以下情况 X{j`H\'L  
•平面表面元件 ?IWLH-fkP  
•分层介质元件 PSM~10l,  
•光栅元件 (")IU{>c6  
•功能光栅元件 >*hY1@N1  
GjmPpKIu\  

图片:1-200Q910432G20.png

VX!UT=;  
  gW[(gf.oo  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 2th>+M~A  
Z?7XuELKV  
1. 实例#1：成像的光源模式 p%8v+9+h2  
=%O@%v  

图片:1-200Q910455T60.png

># {,(8\  
查看完整的应用实例 (H\)BS7#R  
n%M-L[n  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 Q>,EYb>wI  
TbY<(wrMZ  

图片:1-200Q9104G3D2.png

=Qa*-*  

图片:1-200Q9104P3312.png

@.PVUP  
/Lf+*u>"  
3. 实例#1：出瞳衍射法 7 fE QD?C  
`H_.<``>  

图片:1-200Q9104SD64.png

zO)>(E?  

图片:1-200Q9104Z3960.png

OqaVp/,  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 eq|G\XJ  
u9.x31^  

图片:1-200Q910492YW.png

)@X `B d  
  S-M| 6fv  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 rM sd)  
5iG+O4n%  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 xS4
B"/  
Jj~c&LxrO  

图片:1-200Q9105040H0.png

)<
.BN p  
{iyO96YI[^  
查看完整的应用实例 cVg!"  
L=7U#Q/DE  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 F)W7,^=X>-  
N^G:m~>  

图片:1-200Q910511DV.png

\Kx@?,  
9WJS.\G^  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 t3~ZGOn  
O[N}@%HMW  
1. 例#3：刻意忽略衍射 !L+4YA  
d:U2b"k=/u  

图片:1-200Q9105200K2.png

"|2|Vju%  
hU:M]O0uw  
查看完整的应用实例 3Ishe
"  
Tn$/9<Q  

图片:1-200Q9105242O9.png

jkPye{j  

图片:1-200Q910530G03.png

qhKW6v  
2. 实例#3：包含衍射 i.|zKjF'  
]6`]+&  

图片:1-200Q910533W35.png