[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ?xK,mbFgl  
L
g"C]  
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。 ~ ihI_q"  
L@JOGCYy  

图片:1-200Q9103601c3.png

{BHI1Uw  
9n}p;3{f  
2. 三种傅里叶变换 Xl74@wq   
Vf(6!iRP@  
 快速傅里叶变换(FFT) C"IK
t  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 nC{%quwh{  
 半解析傅里叶变换(SFT) jY_T/233d  
- 一种无需近似的高效重构。 ')GSAY7  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 VbBPB5 $q  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) %X9r_Hx  
 逐点傅里叶变换(PSF) #p[',$cC  
- 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。 y\{%\$  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 NH_<q"gT  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) @3kKJ  
}MUn/ [x  

图片:1-200Q9103601c3.png

v@#b}N0n  
H4]Ul eU  
3. 每个元件的设置 h<~7"ONhV  
UwC=1g U  
 傅立叶变换设置 G9JAcO1  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 svXR<7)#  
- 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。 G\TfL^A  
- 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) h;3cd0  
#pcP!  

图片:1-200Q9103Q1A0.png

=~p>`nV  
| [>UH  
4. 每个元件的设置 {&Q9"C  
Ks}Xgc\  
 傅里叶变换设置 2k<;R':  
GRY2?'`  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       %6_AM  
;NRF=d>  
5. 默认的傅里叶变换设置 1!>Jpi0  
sN5B7)Vc  
 光源模式和探测器的设置 "?mJqA  
- 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。 =Fdg/X1  
- 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。 puT'y  
.H,xl
e  

图片:1-200Q9104034912.png

rb{P :MX  
+>4;Zd!@d  
6. 特殊情况     O`vTnrY  
*YlV-C<}W"  
 多表面元件 6S~sVUL9`  
- 对下列情况应当特别考虑 yeHDa+}  
•透镜系统元件 tY <Z'xA?  
•球面透镜元件 V <bd;m  
- 此类组件可以理解为 zz& ?{vJ  
•一组曲面元件，以及 Gm\/Y:U  
•之间有一些自由空间 `Qqk<o  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。  wd)jl%  
: "1XPr  

图片:1-200Q9104250P0.png

gJM`[x`T  
8n>9;D5n  
 在k域的元件 +5XpzZ{#Wa  
- 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 6"}?.E$  
- 这适用于以下情况 5YrBW:_OI  
•平面表面元件 5#K
4bA  
•分层介质元件 #UbF9})q  
•光栅元件 {P*m;a`}  
•功能光栅元件 L5,NP5RC  
KIWe@e  

图片:1-200Q910432G20.png

AFAAuFE"  
  &iV,W4  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 ){UcS/GI=  
RSo&(Uv  
1. 实例#1：成像的光源模式 ^yOZArc'r  
Q1+dCCY#F  

图片:1-200Q910455T60.png

71\xCSI1w&  
查看完整的应用实例 AnT3M.>ek  
_8E/)M  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 e;(0(rI  
w4gg@aO  

图片:1-200Q9104G3D2.png

Jkek-m  

图片:1-200Q9104P3312.png

LGtIm7  
h2D>;k  
3. 实例#1：出瞳衍射法 Ng_!zrx04  
G["c\Xux  

图片:1-200Q9104SD64.png

Bi{$@n&?f  

图片:1-200Q9104Z3960.png

ukUGvK  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 @mfEKU!  
/gG"v5]  

图片:1-200Q910492YW.png

F|!){=   
  LEtG|3Dx  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 ctGL-kp  
?F3h)(}  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 @/31IOIV]`  
m|G'K[8  

图片:1-200Q9105040H0.png

$b mLu=9  
yYfsy?3  
查看完整的应用实例 g pOC`=  
mrjswF27$o  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 Pjc Tx +  
>m$ 1+30X  

图片:1-200Q910511DV.png

=z /dcC$r  
>j QWn@  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 <q@a~'Ai?!  
wY_)y  
1. 例#3：刻意忽略衍射 7yh/BZ1  
c.e2M/  

图片:1-200Q9105200K2.png

c(~[$)i6  
^=-y%kp"  
查看完整的应用实例 uu>Pkfo  
Kuu *&u  

图片:1-200Q9105242O9.png

]@u6HH~^  

图片:1-200Q910530G03.png

_+E5T*dk  
2. 实例#3：包含衍射 #e$5d>j(  
AnX%[W
"  

图片:1-200Q910533W35.png