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2025-10-27 08:04 |
傅里叶变换设置——实例讨论
1. 摘要 7CT446 &sq q+&ao 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。 &S^a_L: nQw, /Lk
`=TJw,q LNgFk%EH 2. 三种傅里叶变换 OoOwEV2p_ k%RQf0`T [c>YKN2qa 快速傅里叶变换(FFT) FOa2VP% - 对于不同数值计算,一种标准而高效的算法。 eET1f8B=L 半解析傅里叶变换(SFT) xG%O^ - 一种无需近似的高效重构。 `C:J {` - 二次相的解析处理,类似chirp-z变换。 P\X$fD - 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) G!GGT?J 逐点傅里叶变换(PSF) uCFpH5> - 受静态相位理论启发的一种近似方法,但采用纯粹的数学形式来表达。 YZ0Q?7l7 - 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 P; =,Q$e8 - 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) &'5j! A*{V%7hs&
(Sj?BZjC EU7mP
MxJ 3. 每个元件的设置 Nrp1`qY ]gb?3a}A B?XqH_=0L 傅立叶变换设置 !"^//2N+, - 对于每个元件和探测器,都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 JOq&(AZe - 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。 xirZ.wj W - 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) d_Y7/_i k8sjW!2
NSh~O!pX |P=-m-W 4. 每个元件的设置 M[dJQ( %xwdH4_ 傅里叶变换设置 nrZZk QNI Y&b JKX
SQBe}FlktK n ^C"v6X
5. 默认的傅里叶变换设置 [tz}H& [)p>pA2GZj &FzZpH 光源模式和探测器的设置 NHzhGg] - 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。 >^KO5N-:4 - 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。 tsTCZ);( 20RI S j
Z:%~Al: M,9f}V) 6. 特殊情况 w`K=J!5y2g FAd4p9[Y 5F|oNI}$: 多表面元件 ~@Eu4ip)F - 对下列情况应当特别考虑 ^b`aO$ •透镜系统元件 +dSO?Y] •球面透镜元件 4] I7t - 此类组件可以理解为 %:]ive]e •一组曲面元件,以及 `GT{=XJfY •之间有一些自由空间 _0e;&2') - 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 uY|-: = r5\|%5=J
^NiS7 )FX <-m[0zgq 在k域的元件 PPSSar - 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 aRF}FE,u - 这适用于以下情况 P>i[X0UnL •平面表面元件 q'[q] •分层介质元件 <2>Qr(bb •光栅元件 7gcJ.,Z. •功能光栅元件 r5g:#mF" `Kq4z62V
wLz@u$u? <mdHca 实例#1:低菲涅尔数系统中的针孔 jUCrj' 1US4:6xX_ 1. 实例#1:成像的光源模式 e2l!L*[g W #kOcw
yJAz#~PO/ 查看完整的应用实例 `z{sDe; I7q}<"` 2. 实例#1:系统内部包含的衍射效应 8C>\!lW" {:0TiOP5x
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}DW -3On^Wj] 3. 实例#1:出瞳衍射法 %d#h<e|,. ?m>!P@
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h#7p&F 4. 实例#1:出瞳衍射与对比 9(
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J}'a|a@bk a08`h.dyN 实例#2:用于激光导星的无焦系统 qmx4hs8sh ic(`E v 1. 实例#2:包含所有可能的衍射 ;Wu6f"+Y# HXp$\%A)
{WoS&eL 1Vy8TV3D 查看完整的应用实例 Q=~*oYR 14
Toi 2. 实例#2:忽略透镜间的衍射效应 >q7/zl +1o4l i
wYAi-gdOi waI:w, 实例#3:剪切干涉法的准直测试 |qFCzK9tD/ r?j2%M\ 1. 例#3:刻意忽略衍射 g ONybz6] l" P3lKS
;bhD:$NB X E6zSMl5b 查看完整的应用实例 b>Em~NMu_ Z_.xglq{
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+9!=pRq 2. 实例#3:包含衍射 N0_@=uE y8arFG
|%l&H/ "F+m}GJ=a 文件信息 d,d ohi 2Mo oqJp [ qx[ 0
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