[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 3 DO$^JJ.  
B3g82dm  
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。 ]%Q]C 8[C  
nV,{w4t+  
O>"r. sR  
|<+|Du1  
2. 三种傅里叶变换 wYcz\uV  
!Z0rTC3d  
 快速傅里叶变换(FFT) bTy'5"  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 @y~BYiKs  
 半解析傅里叶变换(SFT) G~iYF(:&  
- 一种无需近似的高效重构。 >I8hFtAM  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 `Hp.%G(  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) xjn8)C  
 逐点傅里叶变换(PSF) f)s_e  
- 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。 ,j(p}t  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 r#6l?+W ;  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) pg& ]F  
(82\&dfy  
fE7a]REK  
)zc8bS  
3. 每个元件的设置 MF`k~)bDV  
ptcH>wM!  
 傅立叶变换设置 >-@{vyoOy  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 3 Q%k(,  
- 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。 KHs{/  
- 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) *a0I Z  
Mpl,}Q!c  
 !k??Kj  
V.a]IkK'K  
4. 每个元件的设置 n+F-,=0  
t[yD8h  
 傅里叶变换设置 jv#" vQ9A]  
x;?1#W  
       )}9}"jrDlx  
7J!d3j2TR  
5. 默认的傅里叶变换设置 K&P{2Hndr  
u b>K^  
 光源模式和探测器的设置 r1[T:B'  
- 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。 /wRK[i  
- 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。 ALt";8Oa  
WZ V*J&  
#uw*8&%0  
HgBEV  
6. 特殊情况     YrcC"  
S?z j&XY3  
 多表面元件 *[5#g3  
- 对下列情况应当特别考虑 T9;o.f S  
•透镜系统元件 _itN.^  
•球面透镜元件 =<W[dV=W  
- 此类组件可以理解为 XxU}|jTO#  
•一组曲面元件，以及 89e.\EH  
•之间有一些自由空间 SD.*G'N&2f  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 l0bT_?LhK  
$bC!T  
C
5

z  
5lA 8e  
 在k域的元件 ] j?Fk$C  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 P>,D$-3  
- 这适用于以下情况 E2/U']R  
•平面表面元件 >v4~:n2D  
•分层介质元件 S5 oHe4#89  
•光栅元件 8o5^H>  
•功能光栅元件 }Mlz\'{  
{1&,6kJF&9  
W p* v Vv  
  >t<R6f_Q0  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 %_LHD|<  
Xwq2;Bq  
1. 实例#1：成像的光源模式 Oes+na
'^  
x,*t/nzR  
SmEd'YD!J  
查看完整的应用实例 WW/m /+  
?\$/#zak  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 (I 0t*Se  
F(n))`(  
p2?+[d  
1{glRY'  
yBjWPx?  
3. 实例#1：出瞳衍射法 !8M'ms>s=  
s-DL=M
D  
vPq\reKe  
/9#jv]C:  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 G7{:d  
Jg6[/7*m  
~PvzUT-^  
  R20
GjWy=  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 kqB00 ;  
IY6S\Gn  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 JEkVj']?  
lLf01sa4  
[uV/ Ra*g  
b,A1(_pzi  
查看完整的应用实例 t$5]1dY$X
 
cO+`8`kv  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 z,P7b]KVe  
wZb@VG}%  
PKG ,4v=  
q &o=4  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 xfSvvCy  
gJv^v`X  
1. 例#3：刻意忽略衍射 Vjd =F.V+  
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查看完整的应用实例 kniMXeiu  
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5ZxBmQ  
2. 实例#3：包含衍射 jO.E#Ei}~  
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