[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ^#XQ2UN  
os7xwI;T  
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。 cwOa"]t}  
^wD`sj<Qg  
7X)4ec9H\  
Y^nm{;G+  
2. 三种傅里叶变换 ?\kuP ?\  
&KY!a0s  
 快速傅里叶变换(FFT) i5=~tS  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 ddN G:  
 半解析傅里叶变换(SFT) 0":k[y  
- 一种无需近似的高效重构。 G8 q<)  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 'tDUPm38  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) "LSzF_mK  
 逐点傅里叶变换(PSF) T|0+o+i  
- 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。 O"/Sv'|H#  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 <s7cCpUFP  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 0m=57c$O  
GwfCl{l  
CUHT5J*sY  
I!Z"X&  
3. 每个元件的设置 oam;hmw  
5KDCmw  
 傅立叶变换设置 #vhN$H:&q  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 qE|syA9  
- 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。 !%D';wQ,/  
- 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) sei2\l8q  
.Zj`_5C  
t=xEUOQAn  
W&:0J  
4. 每个元件的设置 N_S~&(I|  
."=%]l0  
 傅里叶变换设置 ]@ke_' "  
c{_JPy  
       P"l'? `  
qT!lq  
5. 默认的傅里叶变换设置 
O,|
NOz  
E5@=LS  
 光源模式和探测器的设置 C}pm>(F~  
- 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。 16Jq*hKU  
- 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。 5h`LWAB  
Btm_S\1  
y.J>}[\&x  
bT&{8a  
6. 特殊情况     W dD889\  
#IZh}*$  
 多表面元件 BZHoRd{EH  
- 对下列情况应当特别考虑 "n`z`{<n  
•透镜系统元件 kx?Yin8K  
•球面透镜元件 & ]]l0B  
- 此类组件可以理解为 =CRptk6tS  
•一组曲面元件，以及 3MFTP5~  
•之间有一些自由空间 U|xHy+N  
- 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 sz=5`  
=>`zk^  
v-d"dC`  
!ess.U&m'  
 在k域的元件 3CjixXaA$  
- 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 RuIBOo\XL7  
- 这适用于以下情况 ~M-L+X
Zl(  
•平面表面元件 9N'fU),I  
•分层介质元件 h!%y,4IBR  
•光栅元件 XLCqB|8`V  
•功能光栅元件 6>rz=yAM_  
n}IGxum8`  
>Ti%Th,  
  7T
dx*1 U  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 yzp#  
b7dsi|Yo  
1. 实例#1：成像的光源模式 8IRKCuV  
X"+p=PGZK  
qz]qG=wmL  
查看完整的应用实例 U\H[.qY-  
IRx%L?  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 'QG`^@Z  
6,q_M(;c  
_$c o Y  
&d2L9kTk  
x0JW  
3. 实例#1：出瞳衍射法 aYT!xdCI  
M.t,o\xl  
zHZfp_I  
4tLdqs  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 G6zFQ\&f  
+5*bU
1}O  
3`%E;
?2  
  /\-}-"dm  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 bKM*4M=k  

hZ*vk  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 *cXq=/s  
XdCP!iq*8  
X/2GTU7?  
5["3[h  
查看完整的应用实例 2A~o)7JaZ  
uq s   
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 }i"[5:  
gR# k'  
6R<+_e+v  
]VKQm(,0  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 "NLuAB.P  
EGt 50  
1. 例#3：刻意忽略衍射 L}rZ1wV6  
"[?DS  
-`XS2  
]dNNw`1\V  
查看完整的应用实例 $rcv@-l  
02t({>`  
["Ts7;q9[  
>4luZnWMI  
2. 实例#3：包含衍射 56<UxIa~  
7yyX8p>