[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 9s$CA4?HP  
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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。 J1sv[$9  
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QoIT*!  
:LRYYw  
2. 三种傅里叶变换 L`p4->C9A  
h!.^?NF  
 快速傅里叶变换(FFT) Zrk4*/ VY  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 EGzzHIZ`!  
 半解析傅里叶变换(SFT) CpeU5 o@  
- 一种无需近似的高效重构。 e2t-4} ww  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 b#toM';T  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) jW3!6*93  
 逐点傅里叶变换(PSF) ,3p~w5C/+[  
- 受静态相位理论启发的一种近似方法，但采用纯粹的数学形式来表达。 6S*exw  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 'H&2HXw&2  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) rrqR}}l  
PHXZ=A+  
!K}~/9Z=m  
:'3XAntZA  
3. 每个元件的设置 M&@b><B  
Vp*KfS]  
 傅立叶变换设置 %]DP#~7[|  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 ,PuL{%PXu  
- VirtualLab Fusion自动选择所有激活的傅立叶变换选项；不选择未激活的选项。 3
U.88{y  
- 傅立叶变换的组合影响自由空间中向前传播过程的建模。(这意味着不仅适用于元件前面的自由空间——它也适用于具有复杂通道配置的情况) kabnVVn~  
!GLz)#SBl  
I^UC&5dC  
V4P; 5[  
4. 每个元件的设置 |_*O'#jx  
x:>wUhzZ  
 傅里叶变换设置 =;3Sx::=  
eg?<mKrZ  
       qnJt5  
FsV'Cu@!U  
5. 默认的傅里叶变换设置 ;WM"cJo9  
Lz!,kwg  
 光源模式和探测器的设置 X;B\Kj`n  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 !2A:"2Kys:  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 UXugRk%d  
wEE\+3b)  
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~\.w^*$#Y  
6. 特殊情况     P8>d6;o($  
YN2sdG  
 多表面元件 e2ilB),  
- 对下列情况应当特别考虑 g[Ib,la_a  
•透镜系统元件 *x])Y~oQ  
•球面透镜元件 Q`D~5ci  
- 此类组件可以理解为 C>$E%=h+_  
•一组曲面元件，以及 .ir<s>
YM  
•之间有一些自由空间 Vf'd*-_!Q<  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 Fpa;^F  
P%=#^T&`}  
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$f9]bab  
n\5RAIg  
 在k域的元件 YZ7|K<   
- 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 Ikiib WQL+  
- 这适用于以下情况 Q7$.LEioN  
•平面表面元件 I8<,U!$  
•分层介质元件 <]4i`6{v  
•光栅元件 Eu-RNrYh#  
•功能光栅元件 Nwt" \3  
w{uuSe  
a,+@|TJ,i  
  A~+S1  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 1jPJw3"3h  
8&~~j7p
,  
1. 实例#1：成像的光源模式 '+vA\(K  
80&.JP.
 
z$GoaS(  
查看完整的应用实例 P=&o%K,:f  
gV`=jAE_  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 psC mbN   
\eb|eN0i  
{g~bQ2wDC  
ivz>dJ?T  
\,&co  
3. 实例#1：出瞳衍射法 Ns0cgCrhX  
YJ/zU52JK~  
Da:unVbU
 
HXYRH  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 H_Kj7(=&>  
n;p:=\uN  
mBJeqG  
  )a3J9a;ZS0  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 5qkH|*Z3  
RJH,  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 {W~q z^>u4  
@~"anqT`  
P<2+L|X?}  
sf|ke9-3  
查看完整的应用实例 R:AA,^Z  

u#A<hq;  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 b}wC|\s  
N2$I}q%  
3ZZV<S
S  
#D9e$E(J^  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 c8M2 ^{O,`  
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1. 例#3：刻意忽略衍射 Za7q$7F7Bc  
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查看完整的应用实例 JwRF(1_sM  
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-;XKcS7Ue  
2. 实例#3：包含衍射 1w0OKaF5  
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