[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 8&b,qQ~  
ds[|   
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。 OYn}5RN  
Se =`N  
nUOz\y  
/jJw05;L  
2. 三种傅里叶变换 I^$fM
dT  
]>Es4 s  
 快速傅里叶变换(FFT) h>m"GpF x  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 oe-\ozJ0  
 半解析傅里叶变换(SFT) amY!qg0P*  
- 一种无需近似的高效重构。 St*h>V6  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 4^|3Tn
tO  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Z4 =GMXj  
 逐点傅里叶变换(PSF) B:'US&6Lf'  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 .U]-j\  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 ^s"R$?;h  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ji0@P'^;  
v mk2{f,g  
ye5&)d"fa(  

.eVG:tl\  
3. 每个元件的设置 >tW#/\x{  
<h *4Q  
 傅立叶变换设置 o0KL5].  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 O3kA;[f;  
- 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。 nb%6X82Q  
- 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) :eVq#3}  
rmg}N  
m!HJj>GEo  
vUM4S26"NT  
4. 每个元件的设置 Wvf ^N(  
 Mb~
F%_  
 傅里叶变换设置 cSV aI  
Lw>N rY(Y  
       ;uP:"k  
sd|).;s}  
5. 默认的傅里叶变换设置 {3aua:q  
YNi.SXH  
 光源模式和探测器的设置
& >fQp(f  
- 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。 $6SW;d+>n  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 -nV9:opD  
h~zT ydnH  
j&qub_j"xX  
ZPYS$Ydy  
6. 特殊情况     vx5Zl&6r  
[d]9Oa4  
 多表面元件 /m

zlH  
- 对下列情况应当特别考虑 Z4ImV~m  
•透镜系统元件 [/8%3  
•球面透镜元件 CzrC%xy  
- 此类组件可以理解为 Mb*?5R6;  
•一组曲面元件，以及 'TB2:W3
 
•之间有一些自由空间 }@d@
3  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 M9%$lCl   
`VguQl_,gA  
'6%2.[o  
?4T-@~~*`=  
 在k域的元件 ' S/gmn  
- 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 QoT;WM Z  
- 这适用于以下情况 4BpZJ~(p  
•平面表面元件 nAlQ7'  
•分层介质元件 +v:SM9  
•光栅元件 -aCKRN8
5  
•功能光栅元件 FfT

`;j  
e$Pj.>-<=  
Ml-6OvQ7g  
  c@L< Z`u  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 ;Q`lNFa  
!R`
{ TbN  
1. 实例#1：成像的光源模式 l+0oS'`V*L  
)zDCu`  
/od@!/  
查看完整的应用实例 =Nr-iae#  
>Cq<@$I2EB  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 gw<q.XL  
19%imf  
?(_08O  
8P\Zo8}v  
ysnx3(+|  
3. 实例#1：出瞳衍射法 !0<,@v"  
+]{G@pn  
>Y@H4LF;1x  
h^P#{W!e\  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 {
(Es(Sb}c  
^E>3|du]O  
5L}/&^E#p  
  ]\HvKCN}  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 uHRsFlw  
Z*6IW7#  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 q{x8_E!L  
!^G\9"4A  
l,aay-E  
.O<obq~;C  
查看完整的应用实例 :NTO03F7v  
~6md !o%i  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 o.`5D%}i  
T6$+hUM$1  
&=mtc%mL  
XW92gI<O  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 @oGcuE  
goWuw}?  
1. 例#3：刻意忽略衍射 vtJJ#8a]  
%^6F_F_jS  
w_VP J  
Qn2&nD%zi  
查看完整的应用实例 &mM0AA'\?H  
vW@=<aS Z  
?:9"X$XR  
sV*H`N')S  
2. 实例#3：包含衍射 NvX[zqNP_R  
4s oJ.j8