1. 摘要
l/_3H\iM U%ce0z 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。
nv(Pwb3B k=O2s'F`
|8h<Ls_ pK#Ze/! 2. 三种傅里叶变换
oq=D9 O k_I}X 快速傅里叶变换(FFT)
1<^"OjQ - 对于不同数值计算,一种
标准而高效的算法。
8f% @ 半解析傅里叶变换(SFT)
SHPaSq'&N - 一种无需近似的高效重构。
'z2}qJJ) - 二次相的解析处理,类似chirp-z变换。
-3X#$k8 - 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019)
(j+C&*u 逐点傅里叶变换(PSF)
wYhWRgP - 受静态相位理论启发的一种近似方法,但采用纯粹的数学形式来表达。
*~fZ9EkD - 对强波前相位是一种高效而精准的方法。
%FQMB - 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020)
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kqSCKY1 '!Vn 3. 每个元件的设置
xUPM-eF= 3~BL!e, 傅立叶变换设置
!'B.ad - 对于每个元件和
探测器,都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。
:KZI+ - VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项;不选择未激活的选项。
t/_w} - 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况)
\CB{Ut+s ^DVr>u
5SK{^hw ji`N1e,l 4. 每个元件的设置
/Yc!m$uCW 31wact^ 傅里叶变换设置
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w @cAv )dG7$,g
#18H
Z4N *4r
1g+0 5. 默认的傅里叶变换设置
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光源模式和探测器的设置
Q}W6?XDu - 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。
/+P
4cHv]F - 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。
18Vtk"j >f19P+
T%KZV/ Us M|OH5k 6. 特殊情况
tk<dp7y7 u=jF\W9 多表面元件
7<AHQ<#@ - 对下列情况应当特别考虑
J+[&:]=P •透镜系统元件
vd SV6p.d •球面
透镜元件
9]VUQl9gh - 此类组件可以理解为
e1S |&W8 •一组曲面元件,以及
4t|g G`QW7 •之间有一些自由空间
[E2afC>zrl - 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。
n%3rv?m7 $91c9z;f^
cG,B;kMjo OTL=(k 在k域的元件
oU$Niw9f - 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
@ ILG3" - 这适用于以下情况
}qG{1Er •平面表面元件
nu}$wLM •分层介质元件
nE+sbfC •光栅元件
yd`xmc) •功能
光栅元件
X +*@ K!5QFO4
qWGnIPk Iu jly f 实例#1:低菲涅尔数系统中的针孔
C&,&~^_F c#$B;? 1. 实例#1:
成像的光源模式
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b~Op1p
?&_ -,\t 查看完整的应用实例
g6IG>) 7qA0bUee5 2. 实例#1:系统内部包含的衍射效应
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