[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ]7K2S{/o{  
o.fqJfpj  
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。 n}A!aC  
(oX!D(OI  
/QyKXg6)l  
EI 35&7(  
2. 三种傅里叶变换 'n
,V*9  
"EMW'>&m  
 快速傅里叶变换(FFT) rq8 d}wj  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 "#o..?K  
 半解析傅里叶变换(SFT) io+V4m  
- 一种无需近似的高效重构。 W +ER'lX  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 $+7uB-KsU  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) y{hy7w'd  
 逐点傅里叶变换(PSF) rfEWh Vy(}  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 A)C)5W  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 zX&SnT1~  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) m!%aB{e  
+K'Hr:(  
R'tKJ_VI  
m]AT-]*f  
3. 每个元件的设置 v}Ju2}IK  
u>"0>U  
 傅立叶变换设置 "hf |7E_  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 _#:/ ~Jp  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 (n*:LS=0  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) P7.b
n  
pzz*>Y  
_/I">/ivlM  
{k)gDJU  
4. 每个元件的设置 'q)g,2B%  
~.%HZzR6&  
 傅里叶变换设置 m<-ShRr*b  
LjBIRV7  
       -U=Ci  
yk`qF'4]  
5. 默认的傅里叶变换设置 ]oB
~8d  
;Nj9,Va(t  
 光源模式和探测器的设置 8XB[CbO  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 ccHf+=  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 v.jxG{~.  
k9;^|Cm k  
VIT|#  
",$_\l  
6. 特殊情况     _VKI@  
xmvE*q"9]  
 多表面元件 {?H5Pw>{%h  
- 对下列情况应当特别考虑 hL&$` Q  
•透镜系统元件 a]T:wUYG'  
•球面透镜元件 wfmM`4Y   
- 此类组件可以理解为 =n5'~1?X?  
•一组曲面元件，以及 (.ir"\k1(  
•之间有一些自由空间 =:^aBN#  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 \_ 3>v5k|  
kyJbV[o<#  
-r={P_E6  
y QW7ng7D0  
 在k域的元件 .$18%jH#  
- 当元件的求解器/函数在k域中工作时，傅立叶逆变换选项不会产生任何影响 ef7{D P  
- 这适用于以下情况 ?;ok9Y  
•平面表面元件 T-e
n|.  
•分层介质元件 ;miif  
•光栅元件 K($l>PB,y@  
•功能光栅元件 N*o{BboK;  
J-v1"7[2GC  
$a M5jH<  
  X8$i*#D  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 JLoF!MK}  
hIJtu;}zU  
1. 实例#1：成像的光源模式 m2j&0z  
8:,($a/KF  
: {p'U2  
查看完整的应用实例 bv[#|^/  
s@F&N9oh  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 ]vvYPRV7
6  
F8f}PV]b  
Jka>Er  
heVkCM :  
g+ c*VmY  
3. 实例#1：出瞳衍射法 LhJ
UoX  
3p0v  
xb,XI/
 
QyD0WC}i  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 {&=+lr_h?  
Q(bOar5  
Q^(CqQo!<  
  !g@Ky$  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 o,6t:?Z  
=;rLv7(a  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 0q}i5%m7  
lPy|>&Yc  
H;/do-W[  
D*M `qPX~  
查看完整的应用实例 im<bo Mv  
=;Gq:mHi
 
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 n{tc{LII/  
^A$=6=CX  
!eW1d0n'+f  
+fP.Ewi  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 Bs"D<r&ro  
(dy(.4W\  
1. 例#3：刻意忽略衍射 ]auvtm-[  
K10G+'H^  
7Ak<e tHD  
(RddR{mX  
查看完整的应用实例 7he73  
Q5,zs_j  
d?zSwLsl  
Coi[cfg0  
2. 实例#3：包含衍射 Bqf(6\)F  
u{sHuVl