[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 r)Zk-!1  
(.YSs   
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。 C0Fd<|[  
s?->2gxhx  

图片:1-200Q9103601c3.png

*mWl=J;u  
P0hr=/h4  
2. 三种傅里叶变换 n4 N6]W\5  
]>k8v6*=  
 快速傅里叶变换(FFT) Q!=`|X|:  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 bT T>  
 半解析傅里叶变换(SFT) !^0vi3I  
- 一种无需近似的高效重构。 r%X M`;bQX  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 vJVh%l+  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) 3b_/QT5!  
 逐点傅里叶变换(PSF) _!Tjb^  
- 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。 ~EXCYUp4v  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 QV\af  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) JgKhrDx  
<u0}&/  

图片:1-200Q9103601c3.png

u#^l9/tl  
Fi;OZ>
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3. 每个元件的设置 Y= =5\;-  
9h)8Mq+M  
 傅立叶变换设置 KiKw,@  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 .Z"`:4O  
- 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。 c9CFGo?)N  
- 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) CRNi
*u  
_G.!^+)kEm  

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1MnC5[Q  
" Qyi/r41  
4. 每个元件的设置 Y
hmveV  
D Y4!RjJ47  
 傅里叶变换设置 ,2 W=/,5A  
xWK/uE(  

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       X%(NI(+x,  
{.KD#W $5  
5. 默认的傅里叶变换设置 +(afO~9  
(pP.*`JRv  
 光源模式和探测器的设置 ONy\/lu|  
- 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。 )uR_d=B&  
- 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。 $Zw+"AA  
uWFyI"  

图片:1-200Q9104034912.png

kw gLK@@%1  
LayK&RwL  
6. 特殊情况     aot2F60J,  
]vs}-go  
 多表面元件 d]^m^
 
- 对下列情况应当特别考虑 Iu`S0#+  
•透镜系统元件 JZ5";*,  
•球面透镜元件 G{>PYLxOb  
- 此类组件可以理解为 .sM,U  
•一组曲面元件，以及 B)L0hi  
•之间有一些自由空间 J-uQF|   
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 M l@F  
mEi(DW)(  

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IhZn  
7ZyP  
 在k域的元件 BOcD?rrZ0  
- 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 %la1-r~  
- 这适用于以下情况 r@vt.t0#  
•平面表面元件 j&Xx{ 4v  
•分层介质元件 %0/qb0N&  
•光栅元件 T{m) = (q  
•功能光栅元件 %eIaH!x:  
TBOg.y]  

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yZgWFf.X  
  ']I!1>v$[  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 mf{M-(6'  
}S?"mg&V  
1. 实例#1：成像的光源模式 xfI0P0+  
Is<XMR|{  

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zn&ZXFgN  
查看完整的应用实例 q
165S  
\)o.Y zAo@  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 j|&D(]W/  
|:x,|>/  

图片:1-200Q9104G3D2.png

HQ7g0:-^a>  

图片:1-200Q9104P3312.png

lz<' L. .  
Cc%{e9e*  
3. 实例#1：出瞳衍射法 @n.n[zb\|  
9\WtcLx  

图片:1-200Q9104SD64.png

|#<z\u }  

图片:1-200Q9104Z3960.png

|W=-/~X  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 \O;/wf0Hg  
`sso Wn4  

图片:1-200Q910492YW.png

2\z|/ Q  
  vxC];nCC#  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 _Z9d.-  
*>mjUT}cP  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 hi/d%lNZ  
%*npLDi  

图片:1-200Q9105040H0.png

/^k%sG@?  
6_
u!{  
查看完整的应用实例 _6r[msH"  
y {Bajil  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 m;>G]Sbe  
~|O;Sdo=  

图片:1-200Q910511DV.png

8M,@Mbn  
PLz+%L;{  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 T|D^kL%m!  
JA9NTu(  
1. 例#3：刻意忽略衍射 PlS
)Zv3  
jnztCNaX  

图片:1-200Q9105200K2.png

&oHr]=xA  
32SkxcfrCK  
查看完整的应用实例 M/9[P* VE  
g}R Cjl4  

图片:1-200Q9105242O9.png

{6RA~  

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x7<l*WQ  
2. 实例#3：包含衍射 #V]8FW  
,VEE<*'X  

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