本文介紹了模擬光在均勻介質(zhì)中傳播的四種快速而嚴(yán)格的方法。結(jié)果表明，在自由空間傳播中，對光滑強(qiáng)相位項(xiàng)的解析處理在減少計(jì)算量方面是非常有效的。因此，在不限制快速傅里葉變換算法應(yīng)用的情況下，我們重新設(shè)計(jì)了平面波角譜（SPW）算子來處理線性、球形和一般光滑相位項(xiàng)。特別是對于非傍軸場傳播，所提出的技術(shù)可以顯著地減少所需的采樣點(diǎn)數(shù)量。數(shù)值結(jié)果表明了新方法的有效性和準(zhǔn)確性。 8FU8E2zo  
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一.文章介紹 q\/ph(HF  
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光學(xué)建模與設(shè)計(jì)是研究與開發(fā)中極其重要的一部分。由于人們對高質(zhì)量光學(xué)系統(tǒng)（包括衍射光學(xué)和微光學(xué)、散射物體和部分相干源）的需求日益增加，基于幾何光學(xué)和物理光學(xué)相結(jié)合的模擬方法，即場追跡變得非常重要。這種模擬技術(shù)的一個(gè)重要部分是諧波場在均勻介質(zhì)中的傳播。然而，能夠快速、準(zhǔn)確地模擬一般光場在自由空間中的傳播仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。常用的算法只能做到快速或者只是準(zhǔn)確。 /&_$+Iun  
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在本文中，我們沒有進(jìn)一步的物理近似，介紹了四種新的算法，基于平面波（SPW）算子的角譜，有效地計(jì)算包含平滑但強(qiáng)相位項(xiàng)的非傍軸矢量光場的傳播。根據(jù)光滑相位項(xiàng)的形狀，可以使用不同的傳播算子。它們的共同點(diǎn)是避免了光滑相位項(xiàng)指數(shù)函數(shù)的采樣。相反，平滑相位項(xiàng)是解析處理的，只需對殘差進(jìn)行采樣即可執(zhí)行傳播操作；因此，稱為半解析傳播技術(shù)。 ~5q1zr)E  
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首先，在第二節(jié)中我們給出一個(gè)問題的描述并引入數(shù)學(xué)符號。然后，在第3節(jié)中，我們考慮了一個(gè)球面相位項(xiàng)，Mansuripur[6]為此引入了一種嚴(yán)格的技術(shù)，稱為使用快速傅里葉變換（FFT）的擴(kuò)展菲涅耳衍射積分。在本節(jié)中，通過應(yīng)用Van der Avoort等人最初使用的數(shù)值合適的拋物線擬合技術(shù)改進(jìn)了該概念。在另一種情況下[7]，詳細(xì)討論了擴(kuò)展菲涅耳算子在數(shù)值上可行的參數(shù)空間。此外，我們還介紹了擴(kuò)展的菲涅耳算符的快速反演方法，用于快速計(jì)算非傍軸場到焦點(diǎn)區(qū)域的傳播。 #~BsI/m  
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