里叶变换设置——实例讨论

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zhangyifan 发表于 2023-9-28 09:33:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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。



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2. 三种傅里叶变换


 快速傅里叶变换(FFT)

- 对于不同数值计算,一种标准而高效的算法。

 半解析傅里叶变换(SFT)

- 一种无需近似的高效重构。

- 二次相的解析处理,类似chirp-z变换。

- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 27, 15335-15350 (2019)

 逐点傅里叶变换(PSF)

- 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。

- 对强波前相位是一种高效而精准的方法。

- 了解更多Z. Wang, et al., Opt. Express 28, 10552-10571 (2020)


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3. 每个元件的设置


 傅立叶变换设置

- 对于每个元件和探测器,都可以使用 “傅立叶变换”选项卡。

- 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。

- 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)




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4. 每个元件的设置


 傅里叶变换设置

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5. 默认的傅里叶变换设置


 光源模式和探测器的设置

- 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。

- 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。

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6. 特殊情况


 多表面元件

- 对下列情况应当特别考虑

•透镜系统元件

•球面透镜元件

- 此类组件可以理解为

•一组曲面元件,以及

•之间有一些自由空间

- 傅立叶变换选项也会影响介于两者之间的自由空间传播。

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 在k域的元件

- 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

- 这适用于以下情况

•平面表面元件

•分层介质元件

•光栅元件

•功能光栅元件




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实例#1:低菲涅尔数系统中的针孔


1. 实例#1:成像的光源模式

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查看完整的应用实例


2. 实例#1:系统内部包含的衍射效应


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3. 实例#1:出瞳衍射法


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4. 实例#1:出瞳衍射与对比

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实例#2:用于激光导星的无焦系统


1. 实例#2:包含所有可能的衍射


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查看完整的应用实例


2. 实例#2:忽略透镜间的衍射效应


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实例#3:剪切干涉法的准直测试


1. 例#3:刻意忽略衍射

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查看完整的应用实例

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2. 实例#3:包含衍射


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文件信息


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更多信息

-       Automatic Selection of Fourier Transform Techniques in Free-Space Propagation Operator

-       Pinhole Modeling in a Low-Fresnel-Number System

-       Analysis and Design of Afocal Systems for Laser Guide Stars

-       Collimation Testing with Shearing Interferometry

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