[技术]傅里叶变换设置——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 |NiWr1&i0  
E*t0ia8  
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。 D|Tv`47ntu  
cKj6tT"=O  

图片:1-200Q9103601c3.png

N>A*N,+  
qt#a_F*rV  
2. 三种傅里叶变换 F ;m1I+;  
W2a9P_  
 快速傅里叶变换(FFT) Y_)aoRjB  
- 对于不同数值计算，一种标准而高效的算法。 q;kN+NK64  
 半解析傅里叶变换(SFT) K)!?np{km  
- 一种无需近似的高效重构。 q&-A}]  
- 二次相的解析处理，类似chirp-z变换。 sO!YM
5v8  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019) Ye8&cZ*.  
 逐点傅里叶变换(PSF) *<**rY*  
- 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。 ]o(&J7Z6-  
- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。 mmV
x',k  
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020) X%1fMC  
F<UEipe/N  

图片:1-200Q9103601c3.png

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J1G&  
p5KM(N6f  
3. 每个元件的设置 3psCV=/z  
<Dr*^GX>?  
 傅立叶变换设置 ;NrkX?Y  
- 对于每个元件和探测器，都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。 xwH+Q7O&l  
- 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。 QrP$5H{[E  
- 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) @ P=eu3  
T1y,L<7?  

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%KeQp W  
4. 每个元件的设置 I54O9Aoy  
*6)u5  
 傅里叶变换设置 `ecuquX'  
qO<'_7TN[  

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       R0y@#}JH  
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5. 默认的傅里叶变换设置 {.N" 6P  
dm Lgt)-t  
 光源模式和探测器的设置 c?0uv2*Yh  
- 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。 #=f ]"uM<  
- 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。 "Yn<]Pa_  
#4{f2s[j6  

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bp6 La`+  
%<e\s6|P:  
6. 特殊情况     eB:obz  
-#b-@sD  
 多表面元件 Y.?|[x0Wh  
- 对下列情况应当特别考虑 yKO84cSl  
•透镜系统元件 ,>%AEN6N2  
•球面透镜元件 ]t|KFk!)  
- 此类组件可以理解为 s &v<5W2P  
•一组曲面元件，以及 xXK7i\ny  
•之间有一些自由空间 kRgyvA,*;  
- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。
`5`Pv'`  
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p/  

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{MKq Yl{  
`}F=Z
jy  
 在k域的元件 *?gn@4Ly  
- 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 %2<chq  
- 这适用于以下情况 sHe:h XG'  
•平面表面元件 HPAg1bV:-  
•分层介质元件 )\uy 0+b  
•光栅元件 yov:JnWo  
•功能光栅元件 p]:~z|.Ba  
>ofS'mp  

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  3Fh<%<=  
实例#1：低菲涅尔数系统中的针孔 <27B*C M  
K+H?,I  
1. 实例#1：成像的光源模式 ?M7nbfy[A@  
VVJhQbP  

图片:1-200Q910455T60.png

,u(g#T  
查看完整的应用实例 <P( K,L?r  
Xt'R@"H<V9  
2. 实例#1：系统内部包含的衍射效应 6.~(oepu  
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f2_fi  

图片:1-200Q9104G3D2.png

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@?K(+BGi  
)G ,LG0"-  
3. 实例#1：出瞳衍射法 m0F-[k3)  
W #qM$  

图片:1-200Q9104SD64.png

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图片:1-200Q9104Z3960.png

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4. 实例#1：出瞳衍射与对比 N{P (ym2yR  
%M9^QHyo@  

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>S{1=N@Ev=  
  622mNY  
实例#2：用于激光导星的无焦系统 K]@^8e$(  
>Z|4/PF  
1. 实例#2：包含所有可能的衍射 "SyyOD )WA  
VQ<Z`5eV  

图片:1-200Q9105040H0.png

7z=Ss'O]  
pWps-e  
查看完整的应用实例 %9BC%w]y  
5.VA1  
2. 实例#2：忽略透镜间的衍射效应 1WcT>_$  
Dw[w%
uz  

图片:1-200Q910511DV.png

ClVMZ  
H:9( XW  
实例#3：剪切干涉法的准直测试 |fTQ\q]W  
&.<{c `-  
1. 例#3：刻意忽略衍射 f|6%71  
MkJL9eG  

图片:1-200Q9105200K2.png

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查看完整的应用实例 #)>>f  
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2. 实例#3：包含衍射 )_.@M '?  
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