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infotek 2022-04-06 11:41

VirtuaLab Fusion新版本：從光線光學到物理光學的無縫轉換

VirtualLab Fusion中的高速物理光學系統(tǒng)建模是由數學上表示為求解器的操作符來表示的。我們用這種方法連接求解器，并且我們稱之為場追跡連接求解器。求解器可以在x域和k域工作。傅立葉變換連接了這些域。可以看出，被傅里葉變換的光場顯示出低衍射效應的情況下，積分傅里葉變換(快速傅里葉變換FFT的形式)可以被逐點傅里葉變換（PFT）代替[wang2020]。這個替換是在VirtualLab Fusion的Modeling Level 3中自動完成的。逐點傅里葉變換和快速傅里葉變換之間切換的標準是相對衍射功率，它是菲涅耳數的推廣。通過在部分系統(tǒng)中實施逐點傅里葉變換，衍射效應可以獨立于相對衍射功率而被忽略。這是在不離開物理光學建模的情況下完成的，并且我們仍然包括仿真例如干涉、散斑、相干和偏振效應。當一個系統(tǒng)中的所有傅立葉變換都被強制為逐點變換時，衍射在整個系統(tǒng)中被忽略了，我們經常在物理光學中獲得完整的逐點建模。當我們只考慮采樣點位置的映射并在x域中連接它們時，我們就獲得了物理光學中的光線光學[Balardron 2019]。這可以理解為物理光學背景下光線追跡的一種推導。我們認為這是一個驚人的理論，它是VirtualLab Fusion中光線光學的基礎。 O~F/pJN`  
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這將指導我們對應逐點傅立葉變換在系統(tǒng)的不同部分來應用Modeling level 1和2。 <Vp7G%"'W  
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Modeling Level 1 F,#)8>O  
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在建模級別1中通過強制所有的傅里葉變換都是逐點的，衍射完全被忽略。這種建模在焦點區(qū)域檢測不到光的應用中通常就足夠了，例如遠場光束整形[Yang2020]、干涉儀裝置和分束光柵。 VHX&#vm*  
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如果光源是激光光束，通常建議選擇衍射光源（Diffraction of Source Included）模式下的選項。以束腰定義的高斯光束為例。它在瑞利長度上的傳播由衍射所主導。這確保包括在“Diffraction of Source Included”內的選項的初始光場的傅里葉變換是由相對衍射效率自動選擇的。 ?4=8z8((!  
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Modeling Level 2 lp5`Kw\  
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在Modeling Level 2中，通過在探測器選擇由相對衍射效率自定義的傅里葉變換，衍射會在所有探測器區(qū)域仔細考慮到。尤其關鍵的是當探測器位于光的聚焦區(qū)域時，例如在透鏡系統(tǒng)的像平面或焦平面中[wang2020]。在透鏡系統(tǒng)中，它提供了點擴散函數(PSF)和MTF的高精度計算，包括衍射、像差、偏振和矢量效應。Modeling Level 2也適用于當你研究微觀結構產生的光線時的情況。 x#"|Z&Dw0  
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如果光源是激光光束，同樣在Modeling Level 2中，通常建議選擇衍射光源（Diffraction of Source Included）下的選項。 ug!DL=ZW  
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Modeling Level 3 6~\z]LZ  
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在最高的建模級別，所有傅立葉變換都是由相對衍射效率自動選擇的。通過這種方式，在系統(tǒng)中任何需要的地方衍射都會被考慮。這使得例如經過透鏡系統(tǒng)的傍軸光束傳播的精準建模以及系統(tǒng)中的多個以及串聯孔徑的建模成為可能。 K^AX=B  
請記住，計算時間會隨著建模級別的增加而增加，建議使用您的應用所需的最低級別。 dwks"5l  
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