[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 *}P=7TuS  
$<s;YhM:u)  
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。 c gOkm}h  
Ncr*F^J4  

图片:1-200Q9103601c3.png

g}OZ!mKd  
p.|M:C\xL  
2. 三种傅里叶变换 VR XK/dZ  
(MGYX_rD  
 快速傅里叶变换(FFT) @OGHS}-\  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 sqEOXO  
 半解析傅里叶变换(SFT) nJhaI  
- 一种无需近似的高效重构。 BW
x=Q  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 =#>F' A  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) )>]@@Trx  
 逐点傅里叶变换(PSF) O>3f*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。 ,<t)aZL,A;  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 @~CXnc0  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020)
UbEK2&q/8  
9SQcChG~j  

图片:1-200Q9103601c3.png

GO]5~4k  
4de:hE   
3. 每个元件的设置 f 0r?cZ  
@#2KmM~I  
 傅立叶变换设置  va[r~  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 U}R(  
- 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。 {fI"p;|  
- 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) Pk{%2\%&2  
XI\P#"  

图片:1-200Q9103Q1A0.png

OsV'&@+G>  
FaLc*CU  
4. 每个元件的设置 8'*/|)Hn  
Q#5~"C  
 傅里叶变换设置 s# V>+mU  
*TgD{>s  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       ?Q~o<%U7  
0fog/c#q(  
5. 默认的傅里叶变换设置 a7}O.NDf  
mu{\_JX.A  
 光源模式和探测器的设置 hf\/2Vl  
- 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。 g`(3r  
- 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。 dUH+7.\  
`hf`l
q^  

图片:1-200Q9104034912.png

uH |
:gF^  
[=TD)o>W(p  
6. 特殊情况     Wi@YJ  
?UV|m  
 多表面元件 2QgD<  
- 对下列情况应当特别考虑 fb8)jd'~}O  
•透镜系统元件 0{(5J,/BF  
•球面透镜元件 k`BS{,=  
- 此类组件可以理解为 1G8,Eah  
•一组曲面元件，以及 )I"I[jDw  
•之间有一些自由空间 a"D'QqtH  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 .dsB\C  
# TZ`   

图片:1-200Q9104250P0.png

no(or5UJ  
@a i2A|  
 在k域的元件 g&rz*)
|/  
- 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 DMA`Jx  
- 这适用于以下情况 0"{-<Wot}  
•平面表面元件 & zv!cf  
•分层介质元件 )|6OPR@(#/  
•光栅元件 <+Gf!0i  
•功能光栅元件 P9)L1l<3I  
`R*SHy! _  

图片:1-200Q910432G20.png

-TS
5g1  
  W[:CCCDL  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 $IqubC>O  
0ev='v8?  
1. 实例#1：成像的光源模式 u6Yp,!+  
2B"tT"f  

图片:1-200Q910455T60.png

Vqr]Ui  
查看完整的应用实例 ji C2B  
_UV_n!R  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 &88c@Ksn  
J7HY(7Nx  

图片:1-200Q9104G3D2.png

sB5@6[VDI  

图片:1-200Q9104P3312.png

HWFLu  
1\J9QZX0  
3. 实例#1：出瞳衍射法 K >Q6  
qJE_4/<^!  

图片:1-200Q9104SD64.png

5w%[|%KG:L  

图片:1-200Q9104Z3960.png

g> m)XY  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 /VD[:sU7  
)J?8"+_Y  

图片:1-200Q910492YW.png

1amEQ  
  6xFchdMG{m  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 xDNXI01o  
Qq%~e41ec  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 CwD=nT5`  
_WZ{i,  

图片:1-200Q9105040H0.png

AH?[K,3  
4";NT;_q5  
查看完整的应用实例 Bus]OF>hu  
:!^NjO  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 Y`3\Z6KlV  
<zm:J4&>T  

图片:1-200Q910511DV.png

r4d#;S9{o  
_sn<"B%>  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 I+( b!(H  
4I9Yr
 
1. 例#3：刻意忽略衍射 z4(`>z2a  
raZkH8  

图片:1-200Q9105200K2.png

-hq^';,  
nzZs2  
查看完整的应用实例 9z`72(  
K'B*D*w  

图片:1-200Q9105242O9.png

~NB|BwAh  

图片:1-200Q910530G03.png

^CgN>-xZ?#  
2. 实例#3：包含衍射 _SkiO}c8  
;NQ}c"9  

图片:1-200Q910533W35.png