[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 GD<pqm`vVY  
T2}ccnDi  
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。 IWnyqt(k  
<xAlp;8m5  
sx][X itR+  
1A{iUddR  
2. 三种傅里叶变换 8_uh2`+Bvb  
EakS(Q?  
 快速傅里叶变换(FFT) sX#
7;,Ft7  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 qD>

D  
 半解析傅里叶变换(SFT) Nu6]R677Y  
- 一种无需近似的高效重构。 0zqTX< A  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 ^jg{MTa  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) hJ0m;j&4y  
 逐点傅里叶变换(PSF) G2hBJTW  
- 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。 jAO
D&@z1  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 5h>t4 [~  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) &>z}u&oF
 
-0:B2B  
!' jXN82  
AK5$>Pkvk  
3. 每个元件的设置 Wg5i#6y8w  
{#%;HqP  
 傅立叶变换设置 p&(~c/0  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 ai~JY
[  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 'W|@d8}h  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) D(gpF85t  
]@7]mu:oL  
-~imxPmZ  
g bwg3$!9  
4. 每个元件的设置 b}jLI_R{  
f>C|qDmT  
 傅里叶变换设置 o)IcAqN$H  
AZ
adNuL/  
       parC~)b_  
w\3'wD!  
5. 默认的傅里叶变换设置 {>=#7e-]  
0B[eG49  
 光源模式和探测器的设置 !Y
EU<9  
- 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。 &_y+hV{  
- 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。 9C)w'\u9+  
@DYkWivLu  
/WIHG0D  
Gq
r(.  
6. 特殊情况     9=Rj9%  
P1mPC  
 多表面元件 AAt<{  
- 对下列情况应当特别考虑 ?#X`Eu  
•透镜系统元件 aXefi'!6  
•球面透镜元件 g_w4}!|  
- 此类组件可以理解为 6'N!)b^-  
•一组曲面元件，以及 Q{Lsr,  
•之间有一些自由空间 @7*Ag~MRb  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 T4{&@b 0*  
?OPAf4h  
`;R|SyrX  
$0K%H  
 在k域的元件 D;Jb'Be  
- 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 DqHVc)9  
- 这适用于以下情况 ,/g\;#:{@]  
•平面表面元件 c=p@l<)  
•分层介质元件 l7r!fAV-f  
•光栅元件 xbA% 'p  
•功能光栅元件 k&P_ c  
WwDxZ>9jw  
L%.GKANM  
  :B'}#;8_  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 RKP->@Gs  
~!!>`x  
1. 实例#1：成像的光源模式 ngN_,x7yc  
Th%1eLQ  
p=(;WnsK  
查看完整的应用实例 :/IcFU~)M  
tnmuCz  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 ]Zim8^n?`.  
+B@NSEy/+  
#={L!"3?e  
>cD+&h34  
5Ffz^;i  
3. 实例#1：出瞳衍射法 O/\jkF  
X?.bE!3=  
gH0B[w ]  
8E Y<^:  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 05MtQB   
^F~e?^s  
`B6{y9J6  
  -j[n^y'v  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 ^[CD-#  
fwRlqfi  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 u hP0Zwn  
\wNn c"  
= sIR[V'(  
j78xMGKO  
查看完整的应用实例 v-)e
T  
9kP!O_  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 C<fNIc~.  
d#a  
Prhq ~oI4  
@U:T}5)wc  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 lr
h6lt)  
3_T'TzQu  
1. 例#3：刻意忽略衍射 4ij`  
#Y}Hh7.<  
[NvEXTd  
=O)JPo&iwY  
查看完整的应用实例 {zUc*9  
["Q8`vV0WO  
:<&}/r  
^l^_K)tw*  
2. 实例#3：包含衍射 %1VMwqC]E  
d!KX.K\NM,