[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 J

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}A7qIys$4  
VirtualLab Fusion包含了多种场求解器和函数。它们可以在空间(x)域或空间频率(k)域工作。为了将不同的求解器和函数简建立连接，实现复杂系统的建模，x域和k域之间的转换是至关重要的一步。 在本文中，我们将通过不同实例的讨论来示范如何对VirtualLab Fusion中有三种傅里叶变换算法进行设置。 +_dYfux  
z)>{O
3  
C#&6p0U  
:gq@/COo(  
2. 三种傅里叶变换 %6'D!H?d  
ha=z<Q  
 快速傅里叶变换(FFT) 88$Y-g5*  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 ek)(pJ(+#  
 半解析傅里叶变换(SFT) I uj=d~|>  
- 一种无需近似的高效重构。 N08n/u&cr,  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 Ne7{{1  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) }GDG$QI]K&  
 逐点傅里叶变换(PSF) F^z8+W  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 c$kb0VR  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 :5{@*  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) i q:Q$z&  
Sp,Q,Q4  
_vV&4>  
Rl4zTAI  
3. 每个元件的设置 !<zzP LC  
\{zAX~k6  
 傅立叶变换设置 f<:U"E.  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 78CJ  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 Gc!8v}[7J  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) BQ&q<6Tk  
~<- ci  
/^3oq]  
9[{>JRm.  
4. 每个元件的设置 B"9hQb  
;nKHm  
 傅里叶变换设置 Jx$#GUl#j  
E 'JC  
       -5v.1y=!L  
L?27q  
5. 默认的傅里叶变换设置 6//FZ:q  
G+ v, Hi1  
 光源模式和探测器的设置 $>ZP%~O  
- 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。 9m!!b{  
- 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。 C'czXZtn  
C!{AnWf  
~po%GoH(K  

T#G<?oF  
6. 特殊情况     G7Abhb,  
g~c|~u(W  
 多表面元件 NJ)2+  
- 对下列情况应当特别考虑 CQzjCRS d  
•透镜系统元件 %y\eBfW,/  
•球面透镜元件 Lv
5X 'yM  
- 此类组件可以理解为 ,r 2VP\hLh  
•一组曲面元件，以及 D5!K<G?-K  
•之间有一些自由空间 fj-pNl6Gf  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 iSr`fQw#  
4m~7 ~-h  
aaz"`,7_  
)@bH"  
 在k域的元件 Rw}2*5#y  
- 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 6{+_T  
- 这适用于以下情况 B >u,)  
•平面表面元件 '"w}gx  
•分层介质元件 L;S*.Ol>  
•光栅元件 W`u$7k]$  
•功能光栅元件 1Y"35)CR)  
mvTyx7h=  
ri<'-wi  
  <Hh5u~  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 ";_K x={  
5B>Q6  
1. 实例#1：成像的光源模式 IQw %|
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L)/6kt=  
S@
c\|  
查看完整的应用实例 i9;27tT~<  
KIKq9*  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 4aN+}TkH@G  
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?..i4  
3. 实例#1：出瞳衍射法 eA1k)gjE  
*f`s%&Y]s  
*9dV/TT~f[  

x[PEn  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 a:yB%:2  
z[qdmx^  
7sud/*+F  
  rT flk  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 TwM1M["3  
X:G&5  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 E
4='m  
JlC<MQ?  
'!
wPnYT@D  
{ r6]MS#l1  
查看完整的应用实例 gH{:`E k7  
1UW s_|X!  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 *MYt:ms  
^e?$ ]JiA!  
_x\-!&[p  
\|eJJC  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 U_x0KIm  
S9G8aea/  
1. 例#3：刻意忽略衍射 j`2B}@2  
e=gboR  
uX[O,l^}  
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查看完整的应用实例 =<[7J]%
 
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fDU+3b  
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2. 实例#3：包含衍射 UvPp~N7,  
fd?bU|I_2