我們提出了一種處理
傅里葉變換的方法,其并不需要
二次多項(xiàng)式相位項(xiàng)的抽樣,而是用解析的方法處理。我們提出該理論的同時也給出了幾個例子證明其潛力。
_XN~@5elrC `p"U 1.簡介
)b9I@)C *#ompm 物理光學(xué)建模需要頻繁地從空間轉(zhuǎn)換到角頻域,反之亦然。這可以由電場和磁場分量的傅里葉變換得到。所以,快速傅里葉變換(FFT)算法成了快速
物理光學(xué)建模的支柱[1]。FFT技術(shù)的數(shù)值計(jì)算量與場分量復(fù)振幅所需采樣點(diǎn)的數(shù)量近似成線性關(guān)系。在光學(xué)中,我們經(jīng)常處理有強(qiáng)波陣面相位的場分量,例如:球形。但是由于2π模,平滑的波陣面相位的復(fù)抽樣導(dǎo)致了大量的數(shù)值計(jì)算工作,甚至在FFT中也是如此。
iH _"W+dq [oHOHp/V 2.理論
w:tGPort 2.1 場的表征:提取二次相位
`Wwh`]#"~d u@"o[e': 我們從空間域的符號開始,在本文中我們使用符號
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_764ac674ebc9412.png?886)
對應(yīng)6個場分量,也就是V = (E, H):
)%|r>{ /lUk5g^j ![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_5b0c4463dd139e6.png?15382)
(1)
0N1' $K$\ 在公式1中,我們假設(shè)場
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_e2e2bb8fc9e7d76.png?740)
有兩部分:
衍射場
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_734dc9b7e3cf563.png?767)
和一個平滑的波陣面相位exp(iψ(ρ))。對于得到的結(jié)果,我們從波陣面相位中提取二次相位exp(iψ(ρ))并且將余下的部分認(rèn)為是余項(xiàng)場
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_339e2d8e86f9a3c.png?893)
。假設(shè)exp(iψ(ρ))可由其實(shí)數(shù)系數(shù)C和D = (Dx, Dy)給出:
]EX--d<_` LI$L9eNv;Y ![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_691d2a6bd128ce6.png?4852)
(2)
顯然,在強(qiáng)二次相位情況中,全場
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_65cdb05fc9f0d09.png?740)
比余項(xiàng)場需要更多的抽樣量。所以,我們的目標(biāo)是通過FFT且無二次相位項(xiàng)exp(iψ(ρ))抽樣的情況下,計(jì)算V(ρ)的傅里葉變換。
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N,5_ 2.2.半解析傅里葉變換
3&'R1~Vh o(SuUGW 從卷積定理可知:
0-
Yeu5A w\v&3T ![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_dd025e9ac5c697d.png?10135)
(3)
fsb=8>}63} 通常來說,項(xiàng)
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_0b9c276ab22ba1c.png?1184)
必須進(jìn)行數(shù)值計(jì)算處理。另一方面,從數(shù)學(xué)
角度[2]我們可知:
G\IocZ3Gz p
d%LL?O ![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_76be8f6ea3f49a1.png?8754)
(4)
7#/|VQX<A 適用于任何復(fù)
![](http://m.lslt888.com/attachment/Mon_2311/135_1_5b8763b6abb72cd.png?837)
,只要R{a} ≥ 0且a ≠ 0。
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