[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 &u^]YE{  
J|hVD  
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。 s)E8}-v  
YJ6:O{AL1  
&x B^  
)?OdD7gd  
2. 三种傅里叶变换 @r[SqGa:  
:~Ra}  
 快速傅里叶变换(FFT) uX!6:v]  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 Z,AY<
[/C  
 半解析傅里叶变换(SFT) qi~-<qW  
- 一种无需近似的高效重构。 Lj|wFV  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 1p5'.~J+Q  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) J~J+CGT~2  
 逐点傅里叶变换(PSF) %}H 2  
- 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。 c
2Z!Vtd  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 i`f!)1  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) (e5Z^9X  
117lhx].'  
gnzg(Y]5w  
'/XP4B\(E  
3. 每个元件的设置 ,[ppETz  
<uBRLe`)  
 傅立叶变换设置 @D*PO-s9  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 )uAY_()/  
- 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。 _vb'3~'S  
- 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) ts
(
u7CJd  
bBc<p{
  
*w.":\P]  
'Q=)-  
4. 每个元件的设置 R+ \%  
^HR8.9^[1u  
 傅里叶变换设置 b{-"GqMO  
( ./MFf

 
       -1B.A  
AfhJ6cSIE  
5. 默认的傅里叶变换设置 8pA<1H%  
2<OU)rVE4  
 光源模式和探测器的设置 fsK=]~<g  
- 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。 @
=AQr4&  
- 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。 LKI\(%ba#  
R=a4zVQ  
e<{d{  
b==jlYa=  
6. 特殊情况     (x/:j*`K  
-0q|AB<  
 多表面元件 3O4lGe#u  
- 对下列情况应当特别考虑 XZ8rM4 ]
 
•透镜系统元件 Q[#8ErUY  
•球面透镜元件 S?`0,F  
- 此类组件可以理解为 7neJV  
•一组曲面元件，以及 {Mb<onW  
•之间有一些自由空间 XP!m]\E&I  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 X%<qHbKB,  
G na%|tUz|  
zOMxg00  
_IOUhMo  
 在k域的元件 G Wa6F
X:/  
- 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 uUx7>algF  
- 这适用于以下情况 1}c/l<d  
•平面表面元件 SD*q+Si,1U  
•分层介质元件 h]~FYY  
•光栅元件 GTfM
*b  
•功能光栅元件 Oprfp^L  
F-o?tU  
4P)#\$d:  
  1 Vc_jYO@  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 =$bF[3D  
CDtL.a\  
1. 实例#1：成像的光源模式 RuVk>(?WK%  
\hI?XnL#  
A9SL|9Q  
查看完整的应用实例 bcT_YFLQ  
3 ;F  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 2+)h!y]  
eLh35tw  
YwY?tOxBe  
9&zR i  
>*O5Ry:4  
3. 实例#1：出瞳衍射法 `$JZJ!,A  
u=s,bt,"5  
Bc
pbS%S  
xWa[qCr  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 >{~xO 6H  
+PsR*T  
H'k~;  
  IMdp"  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 6A5.n?B{  
:O@n6%pSL  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 0Qeda@J  
euT=]j  
5"3`ss<m  
or;VmU8$zb  
查看完整的应用实例 gU&+^e >  
hTZ6@i/pS  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 kzUj)  
*wmkcifF;  
rmvrv.$3  
^fd*KM  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 E>*b,^J7g  
`g(#~0R  
1. 例#3：刻意忽略衍射 6K8v:yYPa  
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qgEzK  
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查看完整的应用实例 8R\6hYJ%F  
.^F&6'h1H  
IN1n^f$:  
<x;g9Z>(  
2. 实例#3：包含衍射 RYC%;h  
!U(S?:hvW