[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 @u"kX2>Eq  
SD|4ybK>d  
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{:Oc^
 
,Og[[0g  

图片:1-200Q9103601c3.png

^Z-.[Y  
C:s^s  
2. 三种傅里叶变换 /HjI=263  
{? K|(C  
 快速傅里叶变换(FFT) 9&XV}I,~?|  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 fbHW
Bb  
 半解析傅里叶变换(SFT) L.TgJv43  
- 一种无需近似的高效重构。 RP`GG+K  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 STXqq[+Rf  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) n $O.>
 
 逐点傅里叶变换(PSF) hk7(2j7B  
- 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。 +;:aG6q+  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 c>u>Pi;Z  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) Y>78h2AU  
 VNr  

图片:1-200Q9103601c3.png

B{OW}D$P#  
+B`'P9Zk@  
3. 每个元件的设置 4+/
fP  
\N`fWh8&  
 傅立叶变换设置 {m_A1D/_  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 0uVk
$\:i  
- 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。 ]5o0
 
- 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) HIPcZ!p  
 e8XM=$@  

图片:1-200Q9103Q1A0.png

;<bj{#mMv  
vB{;N  
4. 每个元件的设置 up+.@h{  
/`4v"f0V  
 傅里叶变换设置 k\+y4F8$x  
C}(<PNT  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       Lo|NE[b:G  
u_}`y1Xu#  
5. 默认的傅里叶变换设置 -!'Oy%a#  
PmPyb>HK=P  
 光源模式和探测器的设置 `uIx/.L  
- 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。 G|QUujl  
- 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。 q9W~7  
SZim>@R  

图片:1-200Q9104034912.png

m0xJ05Zx  
5YTb7M  
6. 特殊情况     ?o(ZTlT  
7gVh
!rm  
 多表面元件 iXUWIgr  
- 对下列情况应当特别考虑 g:3d<CS  
•透镜系统元件 >u9id>+  
•球面透镜元件 iwG>]:K3  
- 此类组件可以理解为 86;+r'3p.  
•一组曲面元件，以及 u"`5  
•之间有一些自由空间 N`,7FI}  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 =F'l's^j  
4c5^7";P  

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f
s2mN1  
H$NP1^5!  
 在k域的元件 HpB!a,R6B  
- 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 s jL
*I  
- 这适用于以下情况 V;>9&'Z3  
•平面表面元件 =&di
4'`  
•分层介质元件 MuDFdbtR  
•光栅元件 Q  `e~MD  
•功能光栅元件 |_l<JQvf`E  
V+qFT3?-  

图片:1-200Q910432G20.png

K)<Wm,tON  
  )LkM,T  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 8yHq7=  
m.1LxM$8  
1. 实例#1：成像的光源模式 Nj0-`j0E  
MZCL:#  

图片:1-200Q910455T60.png

!7A"vTs  
查看完整的应用实例 8q_1(& O  
@IEI%vH  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 Zij"/gx\  
@MNl*~'$.[  

图片:1-200Q9104G3D2.png

>]>0KQfO  

图片:1-200Q9104P3312.png

GwgFi@itN  
_oQtk^fp  
3. 实例#1：出瞳衍射法 [Xxw]C6\>(  
#^5a\XJb  

图片:1-200Q9104SD64.png

*e(:["v  

图片:1-200Q9104Z3960.png

Dl0/-=L  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 `)rg|~#k  
fUb1/-}  

图片:1-200Q910492YW.png

*<B)Z  
  v57N^DR{  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 Oamv9RyDvC  
VYL@RL'  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 _L$)2sl1R  
x7vq?fP0n  

图片:1-200Q9105040H0.png

<\>+~p,  
9uuta4&u
I  
查看完整的应用实例 +n@f'a">  
x^zdTMNhw  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 Bs_S.JP<`  
t[%x}0FP-F  

图片:1-200Q910511DV.png

uK$=3[;U/!  
+2- qlU  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 q!ee g  
l*$WX=h6n  
1. 例#3：刻意忽略衍射 bBA$}bv  
=Nw2;TkB[  

图片:1-200Q9105200K2.png

#]?tY}~  
7;^((.]ln  
查看完整的应用实例 .6\T`6H=a  
J cP~-cp  

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YKc>6)j  

图片:1-200Q910530G03.png

uK"^*NEC';  
2. 实例#3：包含衍射 66/Z\H^d  
I|H,)!Z  

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