[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 !B38! L  
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X#/1=  
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。 =2V;B  
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GeW$lA I  
=D:R'0YH  
2. 三种傅里叶变换 as47eZ0\  
 B*~Bm.  
 快速傅里叶变换(FFT) >Ki]8&  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 3'NL1du  
 半解析傅里叶变换(SFT) SbNUX  
- 一种无需近似的高效重构。 }(7QJk5 j  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 2ZIY{lBe  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) S5JR`o
 
 逐点傅里叶变换(PSF) WT? U~.U  
- 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。 xbC-ueEj  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 Ej3hdi)  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) >^)5N<t?  
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&!EYT0=>p  
m.g@S30  
3. 每个元件的设置 a/`Yh>ou  
.L|ax).D  
 傅立叶变换设置 sNpBTG@{l  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 T7_ SO,X  
- 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。 uM6!RR!~  
- 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) >Ezwl5b  
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0\<-R  
N5_.m(:  
4. 每个元件的设置 0mi[|~x=  
zi&d  
 傅里叶变换设置 ]6[d-$#^ko  
#.t{g8W\C  
       t'/;Z:  
:NyEd<'  
5. 默认的傅里叶变换设置 A0k>Nb\c3  
~F6gF7]z  
 光源模式和探测器的设置 ;l4\^E1  
- 对于光源模式和探测器，默认情况下将激活所有三个傅里叶变换选项。 \uPTk)oaB  
- 在特殊情况下，对于光源模式或探测器而言，衍射可能无关紧要。 我们将在下面的示例#1和示例#3中讨论这种情况。 >^ar$T;Ys  
#C7j|9Ew1]  
+B|X k[  
? UDvFQ&  
6. 特殊情况     */e5lRO\  
?YykCJJ ~@  
 多表面元件 6N)1/=)  
- 对下列情况应当特别考虑 ~,1q :Kue  
•透镜系统元件 m =F@CA~C  
•球面透镜元件 BT#g?=n#`  
- 此类组件可以理解为 Bb"4^EOZ,  
•一组曲面元件，以及 cY]Y8T)  
•之间有一些自由空间 MW>28  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 EZfa0jJD  
<\EfG:e  
eV%bJkt.  
}]?G"f t K  
 在k域的元件 jP'b! 4  
- 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 Y/(-mcR  
- 这适用于以下情况 X($SBUS6  
•平面表面元件 K7VG\
Ec  
•分层介质元件 ~B\:  
•光栅元件 cN>i3}fq  
•功能光栅元件 ~l6Y<-!  
3:#rFb  
9Dw&b  
  9X` QlJ2|  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 (\>'yW{f  
;qK6."b`;  
1. 实例#1：成像的光源模式 0M98y!A 5^  
~=ys~em e  
y]9UFL"  
查看完整的应用实例 e_-/p`9  
l$9,  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 mh]$g<*m  
.x8$PXjPG  
)&<ExJQ&  
:n9^:srGZH  
~Xw?
>&  
3. 实例#1：出瞳衍射法 .&xNJdsY  
J@iN':l-  
+cH(nZ*f  
gAP}KR#T  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 H-w|JH>g  
Yk?q7xuT  
w\*/(E<:   
  ulM&kw.4i  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 n<*]`do,w  
CF_!{X_k}  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 BB$>h-M/%#  
s\!vko'M  
-~fI|A^  
$:wM'&M  
查看完整的应用实例 3)SZVME1Z  
p>S/6 [X  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 J3;KQ}F.I  
(=rv `1  
;i>E@  
Jx w<*  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 ^i\1c-/  
DA~ELje^j  
1. 例#3：刻意忽略衍射 y@_?3m7B=  
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查看完整的应用实例 [hbp#I~*[  
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2. 实例#3：包含衍射 926oM77  
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