[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 =R0f{&"i  
^mC~<pP(  
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。 knO X5UnS  
N+.Nu= +i2  

图片:1-200Q9103601c3.png

-gGw_w?)(  
J *LPv9)  
2. 三种傅里叶变换 Wl3S]4A  
/J^dzvH  
 快速傅里叶变换(FFT) `:'ciY|%b  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 ";U~wZW_  
 半解析傅里叶变换(SFT) 0^*,E/}P&  
- 一种无需近似的高效重构。 { {?-& yA  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 _HM?p(H@  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) )i /w:g>  
 逐点傅里叶变换(PSF) POk5+^  
- 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。 9o,Eqx4J  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 n]6'!Eo  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) QP~["%}T  
[ as,AX  

图片:1-200Q9103601c3.png

E$lbm>jsb$  
;tQc{8O6L  
3. 每个元件的设置 uWx<J3~q.  
glC,E>  
 傅立叶变换设置 #;99vwc  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 4evN^es'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。 XR]bd  
- 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) = V')}f~C  

"(jD*\8x  

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#i~P])%gNP  
H%vgPQ8  
4. 每个元件的设置 N!.o`4 "z  
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 傅里叶变换设置 Gt{%O>P8t  
A*BN  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       wYe;xk`>  
|./:A5_h  
5. 默认的傅里叶变换设置 :Xy51p`.;]  
st??CX2  
 光源模式和探测器的设置 X:t?'41m\  
- 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。 V
9/2y9u  
- 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。 T0A=vh;S  
~;6^n  

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;a|%W4"  
<:AA R2=  
6. 特殊情况     F&`%L#s|  
j#3IF *"  
 多表面元件 -5v{p  
- 对下列情况应当特别考虑 Wlg1t~1=  
•透镜系统元件 }#tbK 2[  
•球面透镜元件 xjD$i'V+  
- 此类组件可以理解为 1 jLQij  
•一组曲面元件，以及 cRs\()W  
•之间有一些自由空间 p%iZ6H>G  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 "%Ief4  
B4HMs$>   

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Eve,*ATI  
3w>1R>7  
 在k域的元件 KtJc9dnX  
- 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 EPwU{*F  
- 这适用于以下情况 zk1]?  
•平面表面元件 w
^cQL%  
•分层介质元件 mS}.?[d"  
•光栅元件 "*HE
Xru#B  
•功能光栅元件 $ r-rIW5\  
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@-0mE_$[  
  A|PZ<WAY  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 w_"-rGV  
v6wg,,T  
1. 实例#1：成像的光源模式 8LF=l1=~  
pub?%  

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fg,vTpBk  
查看完整的应用实例 'Sgz\=K  
uMm`j?Y23q  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 {|0Yc
L  
vz3olHX  

图片:1-200Q9104G3D2.png

9W-"mD;  

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nxEC6Vh'  
g0QYBrp  
3. 实例#1：出瞳衍射法 'xG{q+jj'  
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图片:1-200Q9104SD64.png

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#x  

图片:1-200Q9104Z3960.png

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4. 实例#1：出瞳衍射与对比 `tuGy}S2  
a".iVf6y  

图片:1-200Q910492YW.png

Mcz;`h|EW  
  Jq"3xj  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 ^Nds@MR{8'  
(i\{hq/  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 ml)\RL  
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图片:1-200Q9105040H0.png

UHk)!P>  
V@y&n1?6  
查看完整的应用实例 zFDt
C-GF  
RkTYvAk|kY  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 .F%jbnKd_  

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图片:1-200Q910511DV.png

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C]3:&dx9  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 ang~_Ec.  
{~#PM>f  
1. 例#3：刻意忽略衍射 <EE^ KR96  
}G^'y8U  

图片:1-200Q9105200K2.png

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查看完整的应用实例 6Hy_7\$(-  
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I(k(p\l%  

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2. 实例#3：包含衍射 1A* "v  
L&=r-\.ev  

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