[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ~&Gw[Nd1  
i-4pdK u  
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。 gLef6q{}  
A!Ls<D
.  
HO(9
)sK  
8'B   
2. 三种傅里叶变换 (PmaVwF  
`:XrpD  
 快速傅里叶变换(FFT)  #{8n<sE  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 n-7|{1U  
 半解析傅里叶变换(SFT) `_{^&W WS  
- 一种无需近似的高效重构。 w1+xl
M,,9  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 "`AIU}[_I  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) vUXas*s4  
 逐点傅里叶变换(PSF) GX+oA]  
- 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。 L-lDvc?5c  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 yF}l.>7D  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) P+Ta|-  
^Fr82rJs  
gUoTOA,  
KXP^F6@l  
3. 每个元件的设置 Jn_; cN  
4EiEE{9V  
 傅立叶变换设置 8N|y  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 jz_\B(m9%  
- 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。 `4'['x  
- 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) i#M$i*H*A  
H *gF>1  
csV.AN'obq  
:b&O{>M]Y  
4. 每个元件的设置 gZ*8F|sg  
C"I:^&
sL  
 傅里叶变换设置 bt/u^E  
h4 s!VK1X  
       "+2Hde1  
!dVth)UV  
5. 默认的傅里叶变换设置 {
%K(O$H#  
3sf+uoV  
 光源模式和探测器的设置 ugtb`d{ Sl  
- 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。 OYEL`!Q  
- 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。 =8?gx$r2  
9WaKsdf  
Azun"F_f  
h5-<2B|  
6. 特殊情况     p-H q\DP  
_N5$>2  
 多表面元件 }kaU0 P  
- 对下列情况应当特别考虑 );*A$C9RA  
•透镜系统元件 ON{
&-  
•球面透镜元件 R<+K&_  
- 此类组件可以理解为 `gIlS^Q  
•一组曲面元件，以及 .R/`Y)4  
•之间有一些自由空间 T.vkGB=QZ%  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 `CP}1W>  
F^Yt\V~T  
ewYZ} "o  
SbmakNWJ}  
 在k域的元件 E"e<9  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 IiG~l+V~  
- 这适用于以下情况 fdIk{o  
•平面表面元件 8}FZ1h2 4  
•分层介质元件
6>! ;g'k  
•光栅元件 rAK}rNxI  
•功能光栅元件 n%lY7.z8d  
V&x6ru#  
}VlX!/42  
  /=9t$u|  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔  }xcEWC\  
75j`3wzu  
1. 实例#1：成像的光源模式 :^+ aJ]  
0#~e KFy  
>E&mNp  
查看完整的应用实例 sGjYL>*  
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2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 ;6g&_6  
,}i`1E1=  
XOQj?Q7)U  
/79_3;^  
{O-,JCq/  
3. 实例#1：出瞳衍射法 kK2x';21  
)J&1uMp{  
F0O"rN{  
%/17K2g  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 H tIl;E  
E9_aNYD
 
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u[  
  u|l]8T9L  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 [,s{/OM  
lg_X|yhL  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 b&BSigrvou  
|A".Mo_5  
^&iUC&8W  
1{B^RR.  
查看完整的应用实例 <^?64  
L4I1nl  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 Fw!CssW  
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deR2l(0%yr  
-=aI!7*"$  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 {64od0:T  
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1. 例#3：刻意忽略衍射 ; ]GSV
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查看完整的应用实例 Wu]Dpe  
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2. 实例#3：包含衍射 :d7Ju.*J  
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