[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 n1R{[\ >1  
{VM^K1  
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。 y6G6wk;  
Gw6!cp|/  
r`+G9sj3U  
23bTCp.d  
2. 三种傅里叶变换 DmB?.l-  
].QzOV'  
 快速傅里叶变换(FFT) Lke!VS!P&  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 @K#}nKN'  
 半解析傅里叶变换(SFT) mpIR: Im  
- 一种无需近似的高效重构。 7o*~zDh@fH  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 8r0;054  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) XA69t2J~F  
 逐点傅里叶变换(PSF) "1DlusmCCB  
- 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。 -B7X;{  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 s!F8<:FRJD  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 0Uk;&a0s  
E(*CEW.V*  
Q;m8 drU  
):L0{W{  
3. 每个元件的设置 3|URlz  
zE}ry!{  
 傅立叶变换设置 {e[~1]j3  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 !0KNA1w,  
- 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。 Ogh,  
- 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) A*]sN8  
ojIGfQV  
`'bu8JK  
<hgfgk7<  
4. 每个元件的设置 o6:]Hvqjr  
"p>kiNu  
 傅里叶变换设置 uF D  
hb)8
3mH}  
       q((%sWp  
`
w"ooK  
5. 默认的傅里叶变换设置 {k'$uW`  
/(}YjeS  
 光源模式和探测器的设置 PvxU.  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 es$<Vkbp  
- 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。 ]qk`Yi  
JY D\VaW  
 bWZzb&  
uxW<Eh4H*  
6. 特殊情况     i$!K{H1{9  
6D*x5L-1o  
 多表面元件 Fj&8wZ)v)  
- 对下列情况应当特别考虑 >IZ$ .-  
•透镜系统元件 +xYg<AFS  
•球面透镜元件 xu'b@G}12  
- 此类组件可以理解为 ZYTBc#f  
•一组曲面元件，以及 Ui"3'OU'  
•之间有一些自由空间 BGO pUy  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 ^/$U(4  
%e/L .#0  
_G^4KwYp  
O<?.iF%  
 在k域的元件 rGQ([e  
- 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 0y;1Dk!  
- 这适用于以下情况 x^YsXzu  
•平面表面元件 (~#-J7
 
•分层介质元件 aSfAu!j)  
•光栅元件 @@6c{r^P  
•功能光栅元件 u&o<>d
;)  
<7MxI@\  
!~}@Eoii4  
  mr XmM<  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 <EuS6Pg  
m{rsjdnA  
1. 实例#1：成像的光源模式 a#/~rNRY  
,#(k|Zztc  
$ 3.Y2&$T  
查看完整的应用实例 >#5jO9  
l+^4y_  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 7)x788Z6  
+,4u1`c|$  
)JR&  
uNvdlY]  
6J3<k(#:  
3. 实例#1：出瞳衍射法 $69d9g8-(!  
 ByjgM`
 
FMqes5\ 3  
\8Yv}wQ  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 H66F4i  
}Y3*X:i7  
!<5Wi)*  
  <im<0;i&e  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 %07vH&<C.  
xL!@$;J  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 @F!oRm5  

6LzN#g  
i[n3ILn  
WWVQJ{,}  
查看完整的应用实例 -^$IjK-N  
"1-z'TV=  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 Tl-Ix&37  
I=4G+h5p  
PED5>90  
wF{M"$am  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 b}m@2DR'|m  
RnUud\T/  
1. 例#3：刻意忽略衍射 249DAjn+  
d+IN-lR(  
^-qz!ib  
jlaC: (6  
查看完整的应用实例 Ev1gzHd!i  
`Wp& 'X  
NPt3#k^bW  
M HKnHPv  
2. 实例#3：包含衍射 )3)f
q:[  
xZ`h8