[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 M\9p-%"L  
EJrQ9"x&n  
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。 u|8V7*)3  
bO{wQ1)Z_  
.!Q[kn0a  
rUF= uO(  
2. 三种傅里叶变换 x:Tm4V{  
0Z[8d0  
 快速傅里叶变换(FFT) 7+p=4i^@Zs  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 d
'wWj  
 半解析傅里叶变换(SFT) V@>s]]HMq#  
- 一种无需近似的高效重构。 *}i.,4+y   
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 *C(XGX\?-  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Q[F$6m%o  
 逐点傅里叶变换(PSF) D(S^g+rd  
- 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。 b_0Xi  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 @xtfm.}  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) T%:W6fH7  
bxg9T(Bj
 
|N>TPK&Xt  
1@0ZP~LTB  
3. 每个元件的设置 Hq$?-%4  
=:=uV0jX\  
 傅立叶变换设置 X6@G)68  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 {7X80KI  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 wg,w;Gle  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) G_x<2E"d  
V`"A|Y  
Y;XEC;PXD  
fL&bN[XA"$  
4. 每个元件的设置 %,*{hhfu  
co%ttH\ n  
 傅里叶变换设置 {^ ^)bf|1'  
Dx27s  
       .qBf`T;  
HI30-$9  
5. 默认的傅里叶变换设置 1e#}+i!a  
*<_8]C0>  
 光源模式和探测器的设置 ebS>_jD  
- 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。 &De&ZypU  
- 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。 oUBn:Ir@  
beYaQz/@W  
*G#W],~0  
"V;M,/Q|  
6. 特殊情况     q>*+.~  
 + >oA@z  
 多表面元件 !8U\GR `  
- 对下列情况应当特别考虑 q~=]_PMP  
•透镜系统元件 50.cMms  
•球面透镜元件
.5zqpm  
- 此类组件可以理解为 sc^TElic  
•一组曲面元件，以及 58Fan*fO  
•之间有一些自由空间 n15F4DnP  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 ZLJf
SnB  
PI#xRKt  

y-93 >Y  
=:zmF]j9  
 在k域的元件 !(soMv  
- 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 O#E]a<N`  
- 这适用于以下情况 gI qYIt  
•平面表面元件 nDSmr  
•分层介质元件 G.,dP+i
 
•光栅元件 z5v)~+"1  
•功能光栅元件 io$!z=W  
h$FpH\-  
~g+?]Lk}  
  Dxu2rz!li-  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 k!K}<sX2  
Wej8YF@  
1. 实例#1：成像的光源模式 ;k<g#She  
sV+/JDl  
~JsTHE$F  
查看完整的应用实例 %11&8Fp1s  
jd|? aK;(  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 k"V| f&  
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D}wM$B@S  
t%wC~1  
wvum7K{tI  
3. 实例#1：出瞳衍射法 PYYOC"$  
_ a|zvH  
T<"Hh.h  
y1!c:&  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 WUSkN;idVG  
`g&<7~\=A  
A=/|f$s+  
  *4;MO2g  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 p`)(  
F7wpGtt  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 B(x i  
r<38; a  
xioL6^(Qk,  
:4PK4D s7  
查看完整的应用实例 mr]IxTv  
't:|>;Wx  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 9pD=E>4?#  
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y{ReQn3>y  
JJ5s |&}  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 #wL}4VN  
2B{~"<  
1. 例#3：刻意忽略衍射 FOxMt;|M  
L,L>cmpM  
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查看完整的应用实例 s
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=^m,|j|d>4  
w~A{]s{4  
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2. 实例#3：包含衍射 fGDR<t3yiQ  
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