[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Ncr*F^J4  
cuoZ:
Wh  
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。 q2e=(]rKE{  
K(3_1*
e  
*DcB?8%  
di4>Ir~]  
2. 三种傅里叶变换 v;o/M6GL5  

f.G"[p  
 快速傅里叶变换(FFT) m#,AD,s  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 U~GQ JR  
 半解析傅里叶变换(SFT) n)uck5  
- 一种无需近似的高效重构。 ;i,3KJ[L  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 (Zoopkxw  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) ~wFiq)v(  
 逐点傅里叶变换(PSF) !zQbF&>  
- 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。 _]t^F9l  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 5Ly
Wg2
 
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) !Z!X]
F-fY  
AF\gB2^  
xO{$6M3-~  
928uGo5  
3. 每个元件的设置 8)ykXx/f@  
x(+H1D\W  
 傅立叶变换设置 `LOW)|6r`  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。
X]4j&QB  
- 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。 VCX^D)[-  
- 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) E}g)q;0v|2  
JFu9_=%+  
<lgX=wx L  

`kYcT
Fk  
4. 每个元件的设置 7V2xg h!W  
rHp2I6.0a  
 傅里叶变换设置 )wNcz~ Y  
dT7!+)s5-  
       [.'9Sw  
rlQ=rNrG&E  
5. 默认的傅里叶变换设置
KA? J:  
cBt
Q2,<6  
 光源模式和探测器的设置 *t300`x
  
- 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。 \IP 9EFA  
- 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。
kfgkZ"9  
9/JBn
 
?k^~qlye  
_>E=.$  
6. 特殊情况     :E.T2n
a  
Nj{;  
 多表面元件 ;R]~9Aan  
- 对下列情况应当特别考虑 MNf^ml[  
•透镜系统元件 @xeJ$ rlu  
•球面透镜元件
]oLyvG  
- 此类组件可以理解为 V-9\@'gc  
•一组曲面元件，以及 DJb9] ,=a  
•之间有一些自由空间 wpg7xx!  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 9p,PWA  
oFKTBH:I  
gKP=@v%-  
cHC4Y&&uZ  
 在k域的元件 @77+K:9I7  
- 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 & zv!cf  
- 这适用于以下情况 U%n>(
!d  
•平面表面元件 _+OCI%=:  
•分层介质元件 P9)L1l<3I  
•光栅元件 `R*SHy! _  
•功能光栅元件 6
^)eW
+  
P)O:lYX  
M<r]a{Yv  
  / 5/mx  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 {f\{{JJ]  
Nw '$r  
1. 实例#1：成像的光源模式 XEBj=5sG  
#nq_R  
ZgfhNI\
 
查看完整的应用实例 YjiMUi\V  
&$ fyY:<\  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 sB5@6[VDI  
Sd/7#  
v]#[bqB.b  
F*_+k  
]&s@5<S[  
3. 实例#1：出瞳衍射法 niyI$OC  
VRTJKi  
?2q0[T?e  
2BiFP||  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 }tL]EW^  
|I;]fH,+  
r>gf&/Pl  
  U6.hH%\}@  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 <{j;']V;  
$/ g<h  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 xXfv({  
CjEzsjqe<I  
Bus]OF>hu  
w'9!%mr  
查看完整的应用实例 jOd+LXPJ  
aQ-SrxmO8  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 xd\ml 37~  
<7! "8e  
r4d#;S9{o  
_sn<"B%>  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 I+( b!(H  
4I9Yr
 
1. 例#3：刻意忽略衍射 z4(`>z2a  
ilyF1=bp  
JXHf$k  
jrpki<D  
查看完整的应用实例 4C )sjk?m  
8@b`a]lgrd  
hiv {A9a?  
iRx`Nx<@  
2. 实例#3：包含衍射 eJ6 #x$I,  
xUNq!({T