[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 b(yY.L=K  
ReY K5J=O  
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。 B
\Uj  
|qBo*OcO  
p(v.sP4w  
uJ[
dO}  
2. 三种傅里叶变换 Ne=D$o  
-6?5|\  
 快速傅里叶变换(FFT) oyUf/Sl  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 k,?k37%T]  
 半解析傅里叶变换(SFT) y,aASy!Q  
- 一种无需近似的高效重构。 j
8lbn|.  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 6 R!0
v8  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) wDsEx!\#  
 逐点傅里叶变换(PSF) `0L!F"W  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 ,QK>e;:Be  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 n7S[ F3  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) P^ a$?  
%l>^q`p  
qwN-VCj  
xHf l>C'  
3. 每个元件的设置 'p<(6*,"  
!Ed';yfz\(  
 傅立叶变换设置 LB>!%Vx  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 ?xy~N?N  
- 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。 :wIbKs.r  
- 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) ~($h9*\  
n04Zji(F@  
k'm!|  
6JJ%`Uojh  
4. 每个元件的设置 }%%| '8  
4YKb~1qkk  
 傅里叶变换设置 E0GpoG5C  
U:_&aY_  
       8tsW^y;S  
A;h~Fx6s  
5. 默认的傅里叶变换设置 2
91v R]  
N/Z<v* i"  
 光源模式和探测器的设置 v,kedKcxv'  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 5{{u #W%=  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 )jnxR${M  
Yk:\oM  
9]l7j\L  
IXg0g<JZ  
6. 特殊情况     CT/`Kg_  
a6[bF  
 多表面元件 m+CvU?)gJ  
- 对下列情况应当特别考虑 q")}vN  
•透镜系统元件 n:HF&j4C,  
•球面透镜元件 kYx|`-PA<r  
- 此类组件可以理解为 |ONkRxr@!  
•一组曲面元件，以及 |06G)r&  
•之间有一些自由空间 Fe8xOo6  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 A07FjT5w8  
i: 1V\q%  
oveW)~4  
wF}/7b54  
 在k域的元件 [9X1;bO#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 \!`*F:7]-  
- 这适用于以下情况 +[:}<^p?cG  
•平面表面元件 /,wG$b+  
•分层介质元件 xCGvLvFn  
•光栅元件 e:&5Cvx  
•功能光栅元件 _ u/N#*D  
H;|^z@RB<  
p.)G ],  
  c/b}39X  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 F8.Fp[_tM  
*joM[ML` 6  
1. 实例#1：成像的光源模式 D}Z].c@E  
't2"CPZ  
FSC74N/  
查看完整的应用实例 [/6IEt3}B  
C}%g(YRhb  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 A6= Um%T  
}m(u oT~  
T-uI CMEf  
1Sr@$+VGO  
.(ki(8Z N  
3. 实例#1：出瞳衍射法 l\J
oWL  
o=7 -&F.  
Od)]FvO  
a8Nl' f*0  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 ^dld\t:tV7  
M5CFW >T  
R=xT\i{4h  
  V_$BZm%8J  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 vaW,O/F  
&dH/V-te
 
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 9ssTG4Sa  
]W]o6uo7  
8
W79  
"o+< \B~  
查看完整的应用实例 A7C+-N  
vm_+U*%c  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 IR(qjm\V  
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RNQ{y  
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/q0[T{Wz$  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 ia?{]!7$  
=]K;"  
1. 例#3：刻意忽略衍射 S=*rWh8)%<  
(Z fY/  
*0^!%Y'/4  
TmxhP nJ~  
查看完整的应用实例 c_"]AhV~Mg  
V>>"nf,YO  
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.y\j .p  
2. 实例#3：包含衍射 pWa'Fd  
W1dpKv