[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 >dW~o_u'QN  
=A,6KY=E  
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。 ^&W(|R-,J&  
q{W@J0U  
mGmkeD'  
Nuw_,-h  
2. 三种傅里叶变换 2Rp5 E^s  
d|9B3I*I  
 快速傅里叶变换(FFT) y:N QLL>  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 ]~SOGAFW  
 半解析傅里叶变换(SFT) S"Dw8_y7}  
- 一种无需近似的高效重构。 ?{"_9g9  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 d+Vx:`tT  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) OI9V'W$  
 逐点傅里叶变换(PSF) |X6]#&g7  
- 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。 xYJ|G=h&A  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 I3A@0'Vm;L  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ^uu)
|  
Z[DiLXHL  
Ed%8| M3  
"]dNN{Wka  
3. 每个元件的设置 RQZ|:SvV  
mE"?{~XVL  
 傅立叶变换设置 ?=%Q$|]-  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 Q-X<zn  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 z@nJ-*'U8  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) fXPD^}?Ux4  
ptS1
d$  
N|v3a>;*l  
abq$OI  
4. 每个元件的设置 p=Nord  
S?W!bkfn  
 傅里叶变换设置 H}OOkzwrA  
5V5E,2+ 0  
      
a$7}_kb  
vpy_piG|  
5. 默认的傅里叶变换设置 HCh;Xi  
f#RI&I\  
 光源模式和探测器的设置 Xj/U~  
- 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。 b5
hJaXJN  
- 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。 DlkHE8r\  
ZI q!ee  

:GU6v4u  
km;M!}D  
6. 特殊情况     Zc"Vf]:  
.!ThqYo  
 多表面元件 s6(iiB%d  
- 对下列情况应当特别考虑 [Yx)`e  
•透镜系统元件 '1lr "}"Q+  
•球面透镜元件 D@V1}/$UoN  
- 此类组件可以理解为 =#@eD
m%  
•一组曲面元件，以及 "#H@d+u  
•之间有一些自由空间 |fMjg'%{}  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 ~RV>V*l  
m@hmu}qz-  
&C eG4_Mi  

a D*  
 在k域的元件 =qY!<DB[L  
- 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 i,Yq oe`  
- 这适用于以下情况 sN^3bfi!i  
•平面表面元件 VZ?"yUZ Id  
•分层介质元件 H+:SL $+<o  
•光栅元件 " h,<PF  
•功能光栅元件 UXz0HRRS0  
yub|  
(R_#lRaQ  
  r)P^CZm  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔  >:whNp  
Yx21~:9}  
1. 实例#1：成像的光源模式 ""[(e0oA  
Ih*}1D)7  
gU7@}P  
查看完整的应用实例 `C~RA,M  
-2}-;|  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 huTa Ei  
`I(#.*  
sd;J(<Ofh  
-@49Zh2'  
MS~c  $  
3. 实例#1：出瞳衍射法 8}/v[8p  
LRO'o{4$E  
0h~Iua5  
yUb$EMo\  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 N=J$+  
]Mu + DZ  
v:*t5M >  
  $d1+d;Mn  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 HZBU?{  
! 6kLL  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 h_K(8{1  
6fvzTd},  
]I9Hbw  
(VYY-%N`  
查看完整的应用实例 vkdU6CZO  
HC0q_%j  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 O$}p}%%y7  
r<]Db&k   
CmaV>  
Z:VqBqK  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 [KA&KI^hF  
F+A"-k_\T#  
1. 例#3：刻意忽略衍射 
UGuEZ-r  
c@RMy$RTF  
Kq}/`P  
F|K=].  
查看完整的应用实例 Z:3N*YkL  
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a []Iz8*6e  
cE}R7,y  
2. 实例#3：包含衍射 2@``=0z  
RZm}%6##ZC