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2023-09-27 08:15 |
傅里叶变换设置——实例讨论
1. 摘要 }v{F 9dv
G[<iVt$y
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。 &fWZ%C7|jC
TQ FD
[attachment=120717] ^H>vJT
k5 8lmuU
2. 三种傅里叶变换 mGX;JOjZ
~$5[#\5%G
快速傅里叶变换(FFT) w t}a`hxu
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 wTLHg2'y^
半解析傅里叶变换(SFT) 3j2}n
o8O
- 一种无需近似的高效重构。 /#HY-b
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 l#%w,gX
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Sx}h$E:
逐点傅里叶变换(PSF) a)xN(xp##
- 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。 /[mCK3_
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 (jXgJ" m
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) SU:Cm: $
|h;MA,qva
[attachment=120718] #nnP.t m
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3. 每个元件的设置 $`i&\O2*
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傅立叶变换设置 BZE19!
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 SFuzH)+VO
- 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。 n '&WI f3
- 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) {It4=I)M
5(,WN
[attachment=120719] *`\>J.
0tA+11Iu
4. 每个元件的设置 45# `R%3
p B )nQ5l'
傅里叶变换设置 c=7L)w:I
O32:j
[attachment=120720] ^<<
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5. 默认的傅里叶变换设置 Qv8Z64#
<K)^MLgN
光源模式和探测器的设置 0 {w?u %'
- 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。 % Dy a-
- 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。 U,/>p=s
WL>"hkx
[attachment=120721] .n"aQ@!
G.9?ApG9
6. 特殊情况 b-wFnMXk+
sb;81?|
多表面元件 iNha<iS+
- 对下列情况应当特别考虑 $g*|h G/{
•透镜系统元件 h!$W^Tm2g
•球面透镜元件 cU+/I>V
- 此类组件可以理解为 BK,= (;d3
•一组曲面元件，以及 O||M
|
•之间有一些自由空间 .'
#_Z.zr
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 D\>C E Bt
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[attachment=120722] 7j5 l?K-
C^.: {
在k域的元件 o XA*K.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 7\5;;23N4
- 这适用于以下情况 n
pBp YtG
•平面表面元件 Qb6s]QZEV
•分层介质元件 m"NZ; *d '
•光栅元件 9"oc.ue.2D
•功能光栅元件 ZY=x$($f
<kt,aMw[*
[attachment=120723] z6$W@-Vd
?-Fp rC
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 m@)K]0g<f
R9~%ORI#;
1. 实例#1：成像的光源模式 _a^%V9t
q*,];j/>k
[attachment=120724] yX?& K}JI
查看完整的应用实例 UV$v: >K#
8I3"68 c_a
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 36e !je
B$sB 1M0q
[attachment=120725] d0eMDIm3R\
[attachment=120726] 6;k#|-GU&
0 @~[SXR
3. 实例#1：出瞳衍射法 Y;4nIWe
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x) h5W+$
[attachment=120727] Z25^+)uf*U
[attachment=120728] Ag^Cb'3X
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 S8^W)XgC;
Y&'Bl$`
[attachment=120729] eo4;?z
O p A
实例#2：用于激光导星的无焦系统 d\+smED
wz<YflF
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 s `U.h^V
aPWlV= oG
[attachment=120730] g`k_o<'JC
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查看完整的应用实例 8lh { R
fE8/tx](
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 y4^6I$M7V
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实例#3：剪切干涉法的准直测试 @.6l^"L
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1. 例#3：刻意忽略衍射 t
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查看完整的应用实例 v `9IS+Z
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2. 实例#3：包含衍射 UJ3l8
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