點擴散函數 (Point Spread Function)

介紹

這個程式碼適用於計算空間中的相位與振幅分布，在自由空間中傳播的能量場圖。

Input : 工作波長與一組相位和振幅的分布。

Operation process : 將 Input 轉換成複數進行表示，並使用惠更斯-菲涅耳原理 (Huygens–Fresnel principle) 進行運算。

Output : 將記錄傳播過程的每個網格的複數，複數代表自由空間中，相位與振幅疊加的結果。

因此

程式碼內有寫一個可以依據聚焦長度與工作波長生成完美聚焦的相位分布 (造鏡者公式, Lens Maker Formula)。裡面的範例是

根據上述條件生成出來的相位分布如下圖:

同時，預設每一個網格的振幅皆為 1。

以上的振幅與相位分布為 Input 條件。

經過計算之後可以得到以下結果 :

沿用與一位相位與振幅分布的工作波長與聚焦長度的條件，生成得相位分布如下圖:

同時，預設每一個網格的振幅皆為 1，並做 Input 條件。

經過計算之後可以得到以下結果 :

藉由以上範例可以看到，根據 Lens Maker Formula 公式所得到的相位分布使用 Point Spread Function 計算之後，能量在傳播 50 units 達到最高峰值。而且，此程式碼也可以進行二維的相位與振幅分布在自由空間的傳播計算。

使用者也可以將自定義的相位與振幅分布輸入到此程式進行傳播的運算。