1. 摘要

VirtualLab Fusion包含了多種場求解器和函數(shù)。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(shù)簡建立連接，實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的建模，x域和k域之間的轉(zhuǎn)換是至關(guān)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(shè)置。

  

 

2. 三種傅里葉變換

? 快速傅里葉變換(FFT)

- 對于不同數(shù)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(gòu)。

- 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(tài)相位理論啟發(fā)的一種近似方法，但采用純粹的數(shù)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(shè)置

? 傅立葉變換設(shè)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(shè)置

 

? 傅里葉變換設(shè)置

    

?

5. 默認的傅里葉變換設(shè)置

 

? 光源模式和探測器的設(shè)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(guān)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(tǒng)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(shù)在k域中工作時，傅立葉逆變換選項不會產(chǎn)生任何影響

- 這適用于以下情況

?平面表面元件

?分層介質(zhì)元件

?光柵元件

?功能光柵元件

?

實例#1：低菲涅爾數(shù)系統(tǒng)中的針孔

 

1. 實例#1：成像的光源模式

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2. 實例#1：系統(tǒng)內(nèi)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(tǒng)

 

1. 實例#2：包含所有可能的衍射

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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

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2. 實例#3：包含衍射

 

 

文件信息

 

 

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