[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 GGs3r;(t  
B*owV%  
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。 ud`.}H~aB  
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3 SQ_9{  
2. 三种傅里叶变换 BcT|TX+ct  
v5t`?+e  
 快速傅里叶变换(FFT) qx"?')+  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 NDRk%_Eu(  
 半解析傅里叶变换(SFT) 4.3Bz1p&#  
- 一种无需近似的高效重构。 'B"kUh%3$5  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 t?v0yl
N  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) @Ns^?#u~  
 逐点傅里叶变换(PSF) x]k^JPX  
- 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。 P,O9On  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 #TUsi,jG  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) O;:8mm%(  
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q  
sf?D4UdIH  
SF;;4og  
3. 每个元件的设置 S[NV-)r=  
ZBJYpeGe  
 傅立叶变换设置 E<a~ `e  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 ];1z%.  
- 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。 1H@GwQ|<=  
- 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) =?57*=]0M  
|J`YFv  
awXL}m[_!  
xGqe )M>8?  
4. 每个元件的设置 ''wWw(2O  
F#
iLMO&Q  
 傅里叶变换设置 >.#uoW4ZV  
Xig+[2zS  
       ,KIa+&vJW@  
)j@k[}R#g  
5. 默认的傅里叶变换设置 x-U^U.i@  
x
N}P0  
 光源模式和探测器的设置 "aP>}5<h  
- 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。 i<1w*yu  
- 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。 {:Z#8dGe  
.dp~%!"Sn,  
~/\;7E{8!  
m{x!uq  
6. 特殊情况     :M ix*NCf  
788q<7E  
 多表面元件 (J<@e!@NE  
- 对下列情况应当特别考虑 &.o}(e:]  
•透镜系统元件 n\*>mp)  
•球面透镜元件 #joU}Rj|  
- 此类组件可以理解为 GwwxSB&y  
•一组曲面元件，以及 ygUvO3Z  
•之间有一些自由空间 VPn#O  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 J(M0t~RZ  
n`68<ybl5  
; ZL<7tLDb  
+B_q? 6pR  
 在k域的元件 *u7C){)gr[  
- 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 0c7&J?"wE  
- 这适用于以下情况 P}&7G-  
•平面表面元件 N!"GwH  
•分层介质元件 1w+&Y;d|  
•光栅元件 h:#  
•功能光栅元件 ',6QL4qV/  
0V}vVAa(B  
 mbd
  
  ))G%C6-  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 ,A =%!p+  
lbT<HWzNH  
1. 实例#1：成像的光源模式 \D
,0  
XOgX0cRC4  
WqY:XE+?\  
查看完整的应用实例 yKOf]m>#  
U`:#+8h-}  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 dm.?-u;C  
z=>]E1'RL  
A0O$B7ylQ  
Xj+1]KRN  
cKF02?)TX  
3. 实例#1：出瞳衍射法 $./JA)`  
k%NY,(:
(  
y @Y@"y  
T_jwj N  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 N##3k-0Ao  
og.dYs7W4  
z O$SL8U  
  *[W!ng  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 yn!LJT[~2  
^;W,:y&  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 ?)4|WN|c_  
A_Sl#e  
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wc~a}0uz  
查看完整的应用实例 RS<c&{?  
EW#.)@-  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 s;8J= \9W  
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4(u+YW GX  
=kZPd>&L  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 .__X[Mzth3  
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hL  
1. 例#3：刻意忽略衍射 j*W]^uT,  
 A{5k}  
O~fRcf:Q  
G*ym[  
查看完整的应用实例 HEjV7g0E  
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jh\q2E~,`  
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2. 实例#3：包含衍射 ,D ;`t   
s(Kf%ZoE