通過添加FRED自定義元件(Custom Element)可以創建空間濾波器小孔,它由半徑為0.007mm的圓弧曲線描述。在空間濾波器位置處創建了一個1*1的吸收平面。在該平面上指定了一個分析面(64*64μm寬,257*257像素)來收集光場。繪制光場之后,用戶需要右鍵點擊并選擇相干場操作/應用剪裁到場(Coherent Field Operations / Apply Clipping to Field),選擇已經創建好的剪裁曲線。光場現在已經得到了正確的剪裁(圖3)。
圖2.He-Ne激光束的空間濾波器
圖3.用空間濾波孔徑剪裁光場的結果最后,剪裁區域內將會產生一組新的復合光線。使用Gabor分解可以實現它。在剪裁光場的圖中,用戶需要右鍵點擊并選擇相干場操作/合成場(Coherent Field Operations / Synthesize Field.)。相干場合成參數如圖4所示。 最后一步是選擇“追跡現有的(Trace Existing)”來模擬通過空間濾波器的光線傳播。圖5顯示了通過具備光場合成的準直透鏡后的輻照度分布,與忽略了空間濾波器剪裁的分布作比較。顯然,光場合成精確的模擬了減小的光束直徑和預期的衍射特性。
圖5 經過準直透鏡的輻照度分布。左:光場已經使用空間濾波器正確的重新合成。右:沒有光場合成,所有復合光線暢通無阻地通過空間濾波器,同時忽略了剪裁。FRED具有使用高斯子束模擬相干光傳輸的能力。該方法適用于光線在自由空間傳播,剪裁光束的光學元件應該小心處理。正如空間濾波器,非常小的孔徑需要光場的重新合成以精確的模擬光束的剪裁。使用一個簡單的例子,Gabor分解已經證實可以準確的模擬激光系統中空間濾波器的影響。Gabor分解的其他應用包括:具備混合模式的空間濾波器的使用、單色儀縫隙孔徑和楊氏縫隙/小孔干涉儀。 參考文獻[1] Herloski, R. et al “Gaussian Beam Ray-Equivalent Modeling and Optical Design”, Applied Optics, Vol. 22, No. 8, p. 1168-1174, April 1983 (Erratum, Applied Optics, Vol 22, No. 20, p 3151).[2] P. D. Einzinger, S. Raz and M. Shapiro, “Gabor Representation and Aperture Theory”, J. Opt. Soc. Am. A, 3 (4) (April 1986).