[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 i6Zsn#Z7)  
.lbo\v}2W  
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。 qGezmkNFm
 
@B e7"Fm  

图片:1-200Q9103601c3.png

Xo,}S\wcn  
pGO=3=O  
2. 三种傅里叶变换
 :oN$w\A  
l:Hm|9UZ  
 快速傅里叶变换(FFT) qhE1 7Hf  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 wgETL|3-  
 半解析傅里叶变换(SFT) YoU|)6Of  
- 一种无需近似的高效重构。
j*XhBWE?  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 108cf~2&  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) ?^f=7e8]  
 逐点傅里叶变换(PSF) 0-VC$)S  
- 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。 ]; CTr0  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 n\/ JNzd3  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) B:?MMXB  
T ?HG}(2  

图片:1-200Q9103601c3.png

F0i`HO{  
}={TVs^  
3. 每个元件的设置 #.KVT#%~{  
=eHoJq  
 傅立叶变换设置 V DN@=/  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 k/lU]~PE  
- 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。 8? U!PW  
- 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) j o+-  
vGIe"$hNh  

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s+omCr|H;A  
].(l^W  
4. 每个元件的设置 gL/D| =  
W08rGY  
 傅里叶变换设置 eI#b%h  
"kdmqvTHK0  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       5w^6bw){  
p#QR^|7"  
5. 默认的傅里叶变换设置 ^F="'/Pq[  
gt>k]0  
 光源模式和探测器的设置 ?D?ldg  
- 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。 Fk4T>8q2;  
- 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。 g##yR/L  
rYn)E=FG/  

图片:1-200Q9104034912.png

#s}&  
9CNeMoA$p:  
6. 特殊情况    
-u n
K;  
Quts~Q  
 多表面元件 {0Jpf[.f  
- 对下列情况应当特别考虑 Y<WA-d
YoF  
•透镜系统元件 Tu[I84  
•球面透镜元件
j=U^+jAn  
- 此类组件可以理解为 s`
$YY_  
•一组曲面元件，以及 3ss0/\3P  
•之间有一些自由空间 t(.jJ>|+*  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 7]}2`^9  
.Xcf*$.;s  

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7.W$6U5  
Kt*kARN?  
 在k域的元件 W|I<hY\X  
- 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 %p}xW V.  
- 这适用于以下情况 a<W.}0ZY  
•平面表面元件 ={k_ (8]  
•分层介质元件 k>V~iA  
•光栅元件 l2h1CtAU  
•功能光栅元件 5\jzIB_?  
eelkK,4  

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:RG=3T[  
  kBlk^=h<:w  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 dm~Uj  
$*S&i(z  
1. 实例#1：成像的光源模式 J
a[7/  
}xb?C""q^q  

图片:1-200Q910455T60.png

E 5N9.th  
查看完整的应用实例 0qSf7"3f  
m2j]wUh"  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 ]ddTHl  
?#o
bNQ"u]  

图片:1-200Q9104G3D2.png

t^|GcU]  

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]q":ta!f  
3[cGSI"+  
3. 实例#1：出瞳衍射法 dhCrcYn  
wN2D{J
j  

图片:1-200Q9104SD64.png

/DGEI&}&:u  

图片:1-200Q9104Z3960.png

RemjiCE0'  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 h{/lW#[  
"wj~KbT
}&  

图片:1-200Q910492YW.png

nqC@dHP  
  Xwz'h;Ks_  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 "x4}FQ  
@@=e-d  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 iu.$P-s  
Rz:1(^oA  

图片:1-200Q9105040H0.png

v"8i2+j  
<6STw  
查看完整的应用实例 rk7d7`V  
3ahbv%y  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 |rL#HG  
a2.@Zyz  

图片:1-200Q910511DV.png

S '(K  
m2>$)\-;  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 HvJ-P#  
NhRKP"<CO  
1. 例#3：刻意忽略衍射 tBtmqxx  
6|B;C  

图片:1-200Q9105200K2.png

)=Ens=>Z  
d8N4@3CkL  
查看完整的应用实例 -40s  
`-yiVUp1:z  

图片:1-200Q9105242O9.png

c1}i|7/XSi  

图片:1-200Q910530G03.png

rvRIKc|}l  
2. 实例#3：包含衍射 z"$huE>P6  
,c6c=di  

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