[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 0Zp) DM  
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7DyDzW)'  
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。 Xm./XC  
*p}b_A}D  

图片:1-200Q9103601c3.png

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bT<if@h-  
2. 三种傅里叶变换 {ZiJnJX  
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={m  
 快速傅里叶变换(FFT) =m.Lw  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 5F{NPKaQ  
 半解析傅里叶变换(SFT)  ")MjR1p  
- 一种无需近似的高效重构。 i>YD_#w  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 M=$ qus  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) +:3K?G-  
 逐点傅里叶变换(PSF) o(GXv3L  
- 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。 ?IR]y-r  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 >J+'hm@  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ezn%*X y,  
Tf/j
d 3>  

图片:1-200Q9103601c3.png

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+;uP) "Q/L  
3. 每个元件的设置 P,-f]k[_  
sdF;H[  
 傅立叶变换设置 jnfktDV'  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 o2
  
- 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。 x%Ph``XI  
- 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) p|!5G&O,  
!"~x.LX\  

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w&yK*nBK  
4. 每个元件的设置 F?#^wm5TZ  
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 傅里叶变换设置 tHAr9
 
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       l"70|~  
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5. 默认的傅里叶变换设置 77D>;90>?  
#-5.G>8  
 光源模式和探测器的设置 5}S~8  
- 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。 ] TY$  
- 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。 coa+@g,w7#  
m)l<2`CM  

图片:1-200Q9104034912.png

iIT7pq1  
2d),*Cvf  
6. 特殊情况     qWz%sT?C3L  
{m%]`0
 
 多表面元件 %d-|C.  
- 对下列情况应当特别考虑 J @eu]?h  
•透镜系统元件 (QS4<J"  
•球面透镜元件 .[mI9dc  
- 此类组件可以理解为 8@b,>l$  
•一组曲面元件，以及 @JB9qT  
•之间有一些自由空间 S7i,oP7  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 F|mppY'<J  
/e|vz^#+1,  

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[;6,lI}  
 在k域的元件 ^j~CY
zmt  
- 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 '" MT$MrT  
- 这适用于以下情况 R( 2,1f=d  
•平面表面元件 vndD#/lXq  
•分层介质元件 ;iA6[uz  
•光栅元件 2bIP.M2Fs  
•功能光栅元件 KZea
M  
;t6)(d4z?  

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~9Xs=S!  
  w3hG\2)[HS  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 b}&2j3-n,  
dWKjVf  
1. 实例#1：成像的光源模式 #bIUO2yVo  
{"rYlN7,  

图片:1-200Q910455T60.png

M
SQz,nn  
查看完整的应用实例 {HF,F=W  
ZMp5d4y5  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 lftT55Tki  
O@9<7@h+Nl  

图片:1-200Q9104G3D2.png

76IjM4&a  

图片:1-200Q9104P3312.png

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z4!Y9  
3. 实例#1：出瞳衍射法 r<)>k.] !  
%imI.6  

图片:1-200Q9104SD64.png

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图片:1-200Q9104Z3960.png

Hl|EySno  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 6gy
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  Ca]V%
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实例#2：用于激光导星的无焦系统 NzBX2  
$bo,m2)  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 $!LL  
Jxo#sV-  

图片:1-200Q9105040H0.png

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查看完整的应用实例 a_V.mu6h6p  
XYrZI/R  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 -a+oQP]O  
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图片:1-200Q910511DV.png

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实例#3：剪切干涉法的准直测试 b<E0|VW  
<&CzM"\Em  
1. 例#3：刻意忽略衍射 PSB@yV <  
IKs2.sj"o  

图片:1-200Q9105200K2.png

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查看完整的应用实例 >Y)FoHa+/  
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2. 实例#3：包含衍射 b!l/O2 G  
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