[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 
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Wm|lSisY  
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。 >+waX"e  
7.T?#;'3  

图片:1-200Q9103601c3.png

p7Cs.2>M>S  
=EIkD9u  
2. 三种傅里叶变换 G`zm@QL  
|3%8&@ho  
 快速傅里叶变换(FFT) ca}2TT&t  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 />Nt[o[r  
 半解析傅里叶变换(SFT) \1`O_DF~o  
- 一种无需近似的高效重构。 ,47qw0=C  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 @KA4N`  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) IAEAhqp  
 逐点傅里叶变换(PSF) w*!aZ,P  
- 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。 ]d`VT)~vje  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 {U1m.30n  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) 
8[>zG
2  
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图片:1-200Q9103601c3.png

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V,9cl,z+  
3. 每个元件的设置 8D].MI^  
8] ikygt"  
 傅立叶变换设置 ~v83pu1!2s  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 B;WCTMy}  
- 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。 7Qsgys#/=  
- 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) lLD12d  
_rYkis^u  

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Wvqhl 'J  
PzGWff!*n  
4. 每个元件的设置 !-Y3V"  
f-2c0Bi  
 傅里叶变换设置 2JFpZU"1  
&[SC|=U'M  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       FN;^"H  
<,(,jU)j  
5. 默认的傅里叶变换设置 @P"p+  
L+QLLcS~EM  
 光源模式和探测器的设置 p:%loDk  
- 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。 5-G@L?~Vw  
- 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。 pNIf=lA  
yEoV[K8k  

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l(q ,<[O  
2 FFD%O05  
6. 特殊情况     cAc@n6[`3  
n(|^SH4$b  
 多表面元件 0^ibNiSP  
- 对下列情况应当特别考虑 H.2QKws^F  
•透镜系统元件 HmwT~  
•球面透镜元件 Z)\@i=m  
- 此类组件可以理解为 T^v}mWCZ  
•一组曲面元件，以及 *,m;  
•之间有一些自由空间 ERt{H3eCcJ  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 E!#WnSpnK  
]fD} ^s3G  

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jSAjcLR  
Q|L~=9
 
 在k域的元件 %[yJ4WL  
- 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 9E tz[`|  
- 这适用于以下情况 O<\@~U  
•平面表面元件 &M'*6A  
•分层介质元件 2Gdd*=4z  
•光栅元件 )/EO&F  
•功能光栅元件 ^VACf|0  
rt|7h>RQ  

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m9A
!D  
  ``Un&-Ms  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 LDg?'y;2  
h*Pc=/p  
1. 实例#1：成像的光源模式 [sb[Z:  
[h:T*(R?  

图片:1-200Q910455T60.png

3Hm/(C  
查看完整的应用实例 6_ow%Rx~F  
!L8#@BjU  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 |a%Tp3Q~  
2"S}bfrX  

图片:1-200Q9104G3D2.png

9$m|'$p3sG  

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~WN:DXn  
3Le{\}-$.  
3. 实例#1：出瞳衍射法 orvp*F{7[H  
M|[oaanY'  

图片:1-200Q9104SD64.png

M:6"H%h,W  

图片:1-200Q9104Z3960.png

=kqt  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 kM@zyDn,  
_Y[bMuUb=  

图片:1-200Q910492YW.png

kE(mVyLQ  
  O,A{3DAe0  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 C{bgkzr  
$lut[o74  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 c7E11 \%&Z  
.-X8J t  

图片:1-200Q9105040H0.png

&(mR> mT  
aoa)BNs  
查看完整的应用实例 !#"zTj  
T${Q.zHY[!  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 @oad,=R&  
V,?yPi$#E  

图片:1-200Q910511DV.png

HOh!Xcu  
^w06<m  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 7( 2{'r  
t@Nyr&|D  
1. 例#3：刻意忽略衍射 2Q"K8=s  
l?^4!&Nm  

图片:1-200Q9105200K2.png

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^Js9 s8?$  
查看完整的应用实例 '!a'ZjYyi  
s&!a  

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2. 实例#3：包含衍射 }I6vqG  
G<^{&E+=  

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