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傅里葉變換設置——實例討論
時間:2020-08-19 10:57來源:訊技光電作者: 技術部點擊:打印
1. 摘要

VirtualLab Fusion包含了多種場求解器和函數。它們可以在空間(x)域或空間頻率(k)域工作。為了將不同的求解器和函數簡建立連接,實現復雜系統的建模,x域和k域之間的轉換是至關重要的一步。 在本文中,我們將通過不同實例的討論來示范如何對VirtualLab Fusion中有三種傅里葉變換算法進行設置。

   
 
2. 三種傅里葉變換

快速傅里葉變換(FFT)
- 對于不同數值計算,一種標準而高效的算法。
半解析傅里葉變換(SFT)
- 一種無需近似的高效重構。
- 二次相的解析處理,類似chirp-z變換。
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019)
逐點傅里葉變換(PSF)
- 受靜態相位理論啟發的一種近似方法,但采用純粹的數學形式來表達。
- 對強波前相位是一種高效而精準的方法。
- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020)
 
  
3. 每個元件的設置

傅立葉變換設置
- 對于每個元件和探測器,都可以使用 “傅立葉變換”選項卡。
- VirtualLab Fusion自動選擇所有激活的傅立葉變換選項;不選擇未激活的選項。
- 傅立葉變換的組合影響自由空間中向前傳播過程的建模。(這意味著不僅適用于元件前面的自由空間——它也適用于具有復雜通道配置的情況)

  
4. 每個元件的設置
 
傅里葉變換設置

      
5. 默認的傅里葉變換設置
 
光源模式和探測器的設置
- 對于光源模式和探測器,默認情況下將激活所有三個傅里葉變換選項。
- 在特殊情況下,對于光源模式或探測器而言,衍射可能無關緊要。 我們將在下面的示例#1和示例#3中討論這種情況。

6. 特殊情況
     
多表面元件
- 對下列情況應當特別考慮
•透鏡系統元件
•球面透鏡元件
- 此類組件可以理解為
•一組曲面元件,以及
•之間有一些自由空間
- 傅立葉變換選項也會影響介于兩者之間的自由空間傳播。

在k域的元件
- 當元件的求解器/函數在k域中工作時,傅立葉逆變換選項不會產生任何影響
- 這適用于以下情況
•平面表面元件
•分層介質元件
•光柵元件
•功能光柵元件


實例#1:低菲涅爾數系統中的針孔
 
1. 實例#1:成像的光源模式

2. 實例#1:系統內部包含的衍射效應
 

 
3. 實例#1:出瞳衍射法
 
4. 實例#1:出瞳衍射與對比

實例#2:用于激光導星的無焦系統
 
1. 實例#2:包含所有可能的衍射

2. 實例#2:忽略透鏡間的衍射效應

實例#3:剪切干涉法的準直測試
 
1. 例#3:刻意忽略衍射


查看完整的應用實例



2. 實例#3:包含衍射
 
 
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