[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 w '?xewx  
Q2sX7 cE  
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。 PjriAlxD  
UELni,$  

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 PZZTRgVc  
o@TxDG  
2. 三种傅里叶变换 1"J\iwN3  
N1r
Bpt  
 快速傅里叶变换(FFT) Fy!uxT-\  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 Mf)0Y~_:R#  
 半解析傅里叶变换(SFT) tFLdBv!=:^  
- 一种无需近似的高效重构。 7Io]2)V  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 }t!,{ZryE1  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) pC 5J '@  
 逐点傅里叶变换(PSF) yi`Z(j;
 
- 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。 jQjtO"\JG  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 ^E_`M:~  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) ?3bUE\p  
P?%kV  

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19a/E1  
~~eR,HYk  
3. 每个元件的设置 ~IvAnwQ'  
z(]14250  
 傅立叶变换设置 ,H!E :k  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 =fmM=@!$<  
- 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。 dKyJ.p
 
- 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) t}LV[bj1u  
n(^{s5 Rr  

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)-$Od2u2c  
.{+<o  
4. 每个元件的设置 p%) 1(R8qM  
VfAC&3%M
 
 傅里叶变换设置 J@RhbsZn  
WE""be8  

图片:1-200Q9103Z4443.png

       Y<%)Im6v/  
+*"u(7AV  
5. 默认的傅里叶变换设置 W]Z;=-CBr  
dL%?k@R  
 光源模式和探测器的设置 ^CZ!rOSv  
- 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。 BS<5b*wG  
- 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。 J#DYZ>}Y  
Oga/  

图片:1-200Q9104034912.png

TJS/O~=  
?f!w:zp  
6. 特殊情况     hKP7p  
#"{w
m  
 多表面元件 #rSm;'%,  
- 对下列情况应当特别考虑 *
^R?*vNs  
•透镜系统元件 "~~Js~  
•球面透镜元件 6gz !K"S  
- 此类组件可以理解为  pv<$ o  
•一组曲面元件，以及 X yi[z tN  
•之间有一些自由空间 ?Fgk$WqC  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。 A&%vog]O  
_t[RHrs  

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MY>mP  
8,\toT7  
 在k域的元件 },9Hq~TA  
- 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 $'D|}=h<Y  
- 这适用于以下情况 jd<`W  
•平面表面元件 " `rkp=  
•分层介质元件 V8`o71p  
•光栅元件 Bw^*6P^l  
•功能光栅元件 $X1T!i[.X  
~,[<R  

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  YlfzHeN1  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔
'Rbv3U  
$ M?VJ\8
 
1. 实例#1：成像的光源模式 ;&mefaFlWp  
wLn,x;;<  

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~DYUI#x  
查看完整的应用实例 fFu+P<?"  
\;&WF1d`ac  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 lYz{#UX}  
]%Am
X-U  

图片:1-200Q9104G3D2.png

tkT:5O6  

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fBtTJ+51}  
+T]/4"^M  
3. 实例#1：出瞳衍射法 S]_iobWK  
OV<'v%_&  

图片:1-200Q9104SD64.png

Ph@hk0dgr/  

图片:1-200Q9104Z3960.png

9FB k|g"U)  
4. 实例#1：出瞳衍射与对比 TmI~P+5w  
Mr/;$O{  

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V~nqPh!Jc  
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实例#2：用于激光导星的无焦系统 WdQR^'b$  
n*twuB/P 1  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 x-0O3IIE  
fpd4 v|(  

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0V  
TVy\%FP^L  
查看完整的应用实例 TsiI5'tx  
!vd(WKq  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 }Xa1K;KM{  
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图片:1-200Q910511DV.png

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|HT5G=dw
 
实例#3：剪切干涉法的准直测试 .W;,~.l  
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1. 例#3：刻意忽略衍射 lVb{bO9-O  
VsIDd}~C%  

图片:1-200Q9105200K2.png

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查看完整的应用实例 r.WQ6h/eZ5  
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5?] Dn k.o  
2. 实例#3：包含衍射 5~,usA*  

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