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2026-09-15 14:52 |
傅里叶变换设置——实例讨论
1. 摘要 <Zb/ b*kfWG-6t 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。 (!L5-8O `>C<}xO
4,Ic}CvM ~&dyRtW4 2. 三种傅里叶变换 !^oV # tRb]7 z 2B0W~x2= 快速傅里叶变换(FFT) YY((#"o;l - 对于不同数值计算,一种标准而高效的算法。 - YqYcer 半解析傅里叶变换(SFT) &)d$t'7p - 一种无需近似的高效重构。 2F{hg% - 二次相的解析处理,类似chirp-z变换。 Ws U)Y& - 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) \>. LW9 逐点傅里叶变换(PSF) "ww|&-W9 - 受静态相位理论启发的一种近似方法,但采用纯粹的数学形式来表达。 796\jf$ - 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 &F
*'B|n - 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 6RO(]5wX t_z>Cl^u
IY'=DePd <*ZJaBwWU~ 3. 每个元件的设置 z;f2*F E51dV:l |y;}zQB-dH 傅立叶变换设置 z
/KK)u(q - 对于每个元件和探测器,都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 GYxM0~:$k - VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项;不选择未激活的选项。 Y_&g="`Q - 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) 2,2Z`X Pt:e!qX)
}U ~6^2 ., k %e^kej 4. 每个元件的设置 h`
U?1xS 1d"Z>k:mn 傅里叶变换设置 E:sz$\Ht) @+vXMJ $
GcIDG`RX `+'rib5 5. 默认的傅里叶变换设置 ^H{R+} {e[%;W%c& ZRxZume<f
光源模式和探测器的设置 ?_x
q- - 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。 yzw mT - 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。 lt^\ `e9$,h|4
4%4avEa"w 7Dzuii?1 6. 特殊情况 CTt vyr _\Q^x)w6 @2pu^k^ 多表面元件 >EL)X
#e - 对下列情况应当特别考虑 _{t9 x\= •透镜系统元件 q"O.Cbk •球面透镜元件 LTNj| u - 此类组件可以理解为 2"|2a@ •一组曲面元件,以及 U~h'*nV& •之间有一些自由空间 P71 ( - 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 bfB\h*XO $vHU$lZ/W
u p.Q>28r /{wJEuE 在k域的元件 tQZs.1=z - 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 3iw{SEY - 这适用于以下情况 Q-ni| •平面表面元件 G+B~Ix- •分层介质元件 ;^*Unyt[4] •光栅元件 4&8Gr0C •功能光栅元件 mj|)nOd A7(hw~+@
a+hd(JX0~ O: @}lK+H 实例#1:低菲涅尔数系统中的针孔 ^TMJ8`e vN2u34 1. 实例#1:成像的光源模式 [:xiZ &]
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J]m{b09F 查看完整的应用实例 qB)"qFa
/R>nr" 2. 实例#1:系统内部包含的衍射效应 kYzC#.|1 )o\jJrVDf
TKk-;Y=N
2X:4CC%5 z4&iK)x 3. 实例#1:出瞳衍射法 LL|7rS|o WL` 9~S
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hp{OL< 2M 4. 实例#1:出瞳衍射与对比 P&Pj>!T5
rr#K"SP
5K|"\ -P&6L\V 实例#2:用于激光导星的无焦系统 _+
.\@{c YeF1C/'hy 1. 实例#2:包含所有可能的衍射 )lJao odg<q$34
AfG/JWSo} ^z,_+},a3T 查看完整的应用实例 *^([ ~[ nFe%vu8a 2. 实例#2:忽略透镜间的衍射效应 WM)-J^)BJ zG e'*Qei
[`]4P& $T :un.TM 实例#3:剪切干涉法的准直测试 JHf 7LO%#No", 1. 例#3:刻意忽略衍射 z,{<Nm7&F ~G27;Npy
lg047K Hcc"b0>}{ 查看完整的应用实例 E~LTb)
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N{-]F|XX 2. 实例#3:包含衍射 z&V+#Ws/ "*,XL
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:SxW.?[%u w`l{LHrR 文件信息 1^i Pji/ o!4!"O'E B75k^ohfj
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