[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 2ec$xms  
KMK&[E#r  
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。 4?>18%7&  
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YH)Opk  
p{ @CoOn  
2. 三种傅里叶变换  Y8)E]D  
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 快速傅里叶变换(FFT)  JJ/1daj  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 NI5]Nz<?  
 半解析傅里叶变换(SFT) b&lN%+%}  
- 一种无需近似的高效重构。 F>~ xzc  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 *M> iZO*@  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) ~9JW#HHzn  
 逐点傅里叶变换(PSF) IPl@ DH  
- 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。 y4xT:G/M  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 gohAp
 
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) May&@x/oMS  
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hD nM+4D  
3. 每个元件的设置 )Qh>0T+(  
R*s* +I  
 傅立叶变换设置 Xw7{R  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 N#(jK1`y  
- 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。 .MDYGWKt  
- 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) yWj9EHQU[  
D4< -8  
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JN9^fR09G  
4. 每个元件的设置 %&^Q(f  
Vh"MKJ'R^  
 傅里叶变换设置 Kx
O/]  
I3Lg?bZ  
       <jbj/Q )"  
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5. 默认的傅里叶变换设置 I"Q#IvNw  
W8f`J2^"M  
 光源模式和探测器的设置 2HcsQ*H]G  
- 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。 ^C!mCTL1N  
- 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。 G1}~.%J  
^9&b+u=X  
>|wKXz  
8@E8!w&~  
6. 特殊情况     o_iEkn  
f#@S*^%V$  
 多表面元件 C&=x3Cz  
- 对下列情况应当特别考虑 ecn}
iN  
•透镜系统元件 O$a#2p&  
•球面透镜元件 N<9w{zIK(  
- 此类组件可以理解为 Rr%tbt.sE  
•一组曲面元件，以及 ./$ <J6-J  
•之间有一些自由空间 xN6>2e  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 &k1/Z*/  
,{?wKXJ}L!  
)))2fskZ  
XJe/tR  
 在k域的元件 K} +S+ *_  
- 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 S|HY+Z6n'  
- 这适用于以下情况 :]'q#$!  
•平面表面元件 o6*/o ]]  
•分层介质元件 z1F9$^  
•光栅元件 g;8M<`qvf  
•功能光栅元件 D
/Rv&>Jh  
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v Si  
C1 W>/?XC  
  !~WZ_z  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 GE@uOJ6H  
9qEOgJ  
1. 实例#1：成像的光源模式 v{o? #Sk1  
D-6
  
oew|23Ytb  
查看完整的应用实例 D}MoNE[r  
=nzFd-P  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 _74UdD{^o  
R;r|cep  
KGu= ;  
>rKhlUD  
?9p$XG  
3. 实例#1：出瞳衍射法 Mq@}snp"S  
_ \l HI  
ZW>o5x__b  
|) O):  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 H<,bq*@  
M+0x;53nz  
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K  
  >PIPp7C  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 n'yl)HA~>`  
yxvjg\!&  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 (k
8Z=/N~  
N+NK`  
IP04l;p/  
hfg O  
查看完整的应用实例 4`s)ue  
:W~f;k  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 9\AS@SH{^T  
X'@'/[?  
Oxv+1Ub<Dv  
S6GMUaR  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 RyuEHpN}  
EL7T'zJ$  
1. 例#3：刻意忽略衍射 x6ahZ  
12lEs3  
3p_b8K_bG  
^!}F%  
查看完整的应用实例 3za`>bUN  
D"cKlp-I6|  
zw]3Vg{T  
Y%g "Y  
2. 实例#3：包含衍射 cz#_<8'N  
Q2"WV