[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 K$:+]fJK  
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VirtualLab Fusion包含了多种场求解器和函数。它们可以在空间(x)域或空间频率(k)域工作。为了将不同的求解器和函数简建立连接，实现复杂系统的建模，x域和k域之间的转换是至关重要的一步。 在本文中，我们将通过不同实例的讨论来示范如何对VirtualLab Fusion中有三种傅里叶变换算法进行设置。 Qea"49R  
]Ok'C"V(j  
QJ(5o7Tfn  
vvG"rU  
2. 三种傅里叶变换 8#\|Y~P  
NMQG[py!f  
 快速傅里叶变换(FFT) 'oK oF  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 XUKlgl!+.  
 半解析傅里叶变换(SFT) =j{tFxJ  
- 一种无需近似的高效重构。 `*elzW  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 lSBR(a<\y  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) sgDSl@lB  
 逐点傅里叶变换(PSF) PxQQfI>  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 Y mL{uV$  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 MV
??S{^4  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) Qwt0~9n(  
a#
{"3Z2|  
{6WG  
73]8NVm  
3. 每个元件的设置 {F2Rv  
t|V<K^  
 傅立叶变换设置 FZW`ADq]  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 [& Z- *a  
- 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。 YU"/p|!1  
- 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) SO.u0!  
-`DYDIr  
Ep;i],}  
d:w/{m%#  
4. 每个元件的设置 <i4]qO(0u  
^EKRbPA9:<  
 傅里叶变换设置 6PYm?i=p?  
G0|}s&$yL  
       FZO&r60$E  
NuSdN>8ll  
5. 默认的傅里叶变换设置 #g0_8>t  
dq@ *8ui  
 光源模式和探测器的设置 %\(-<aT  
- 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。 [qW%H,_  
- 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。 |!9xL*A  
ZG2EOy  
tkR~(h  
3cgq'ob  
6. 特殊情况     ~nhO*bs}7{  
*;9
H\%  
 多表面元件 xZ)K#\  
- 对下列情况应当特别考虑 e"wzb< b  
•透镜系统元件 T7"QwA  
•球面透镜元件 dqJ 8lU?  
- 此类组件可以理解为 U3z23LgA  
•一组曲面元件，以及 auc:|?H~1n  
•之间有一些自由空间 Im\ ~x~{  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 7%EIn9P  
2
oEuqHL  
-3mIdZ  
7Y[ q)lv  
 在k域的元件 xT_"` @  
- 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 Qw5(5W[L  
- 这适用于以下情况 oJ %Nt&q  
•平面表面元件 9#9bm  
•分层介质元件 ?g{[U0)  
•光栅元件 p0 X%^A,4  
•功能光栅元件 c5$DHT@N"  
krFp q;  
vR:#g;mnk  
  1t^y?<)  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 u-|%K.A  
AC(qx:/6  
1. 实例#1：成像的光源模式 )W 5g-@  
L=qhb;  
o]4BST(A
 
查看完整的应用实例 Ewp2 1  
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2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 %;ED}X  
"Ot%{&:2  
G gA:;f46  
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h1n6=v2  
I+;e#v,%U  
3. 实例#1：出瞳衍射法 PdVx&BL*  
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4. 实例#1：出瞳衍射与对比 *5BVL_:~J  
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1"  
(^FMm1@T  
  ?m2FN<S  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 Y\_mqd  
O0z-jZ,])  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 CHv n8tk  
@xBb|/I  
 *\xRNgEQ  
%A~. NNbS  
查看完整的应用实例 d!:/n  
hz;SDaBA  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 r+[g.`  
D$)F X(  
paD[4L?4Hk  
~s4JGV~R  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 [_xOz4
`%  
3{co.+  
1. 例#3：刻意忽略衍射 sq#C|v/  
9-m_ e=jk6  
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~m=Z>4M  
查看完整的应用实例 UdkNb}L  
0K.$C~C  
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Q$.CtECo  
2. 实例#3：包含衍射 w/o8R3F  
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