部分相干光建模
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
部分相干光建模的實例教程
概述
一個理想的單色點光源發(fā)射的光是完全相干光。但實際物理光源不是點源，總是具有一定的空間尺度并包含眾多輻射單元，其發(fā)出的光也非嚴(yán)格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。產(chǎn)生部分相干光主要有三種方法：
（1）降低激光的相干性來獲得部分相干光。用動態(tài)散射體降低激光的相干性，通過控制散射體的性質(zhì)來控制散射體后光束的相干性。（2）利用Van-Citter-Zernike定理使擴展光源發(fā)出的非相干光成為部分相干光。（3）將一些互不相干的激光本征模疊加來產(chǎn)生部分相干光束。
系統(tǒng)描述
本例介紹了如何上述第二種方法來實現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個科勒照明系統(tǒng)。一個聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面，并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對光束合理采樣，光源放在物體掩膜的共軛面處，以便光源具有一定的尺寸，而不是理想點光源。對于具有一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相干的。當(dāng)光源大到可以填滿轉(zhuǎn)像透鏡入瞳時，其所成的像就將是非相干的。
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
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一個理想的單色點光源發(fā)射的光是完全相干光。但實際物理光源不是點源，總是具有一定的空間尺度并包含眾多輻射單元，其發(fā)出的光也非嚴(yán)格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。產(chǎn)生部分相干光主要有三種方法：
（1）降低激光的相干性來獲得部分相干光。用動態(tài)散射體降低激光的相干性，通過控制散射體的性質(zhì)來控制散射體后光束的相干性。（2）利用Van-Citter-Zernike定理使擴展光源發(fā)出的非相干光成為部分相干光。（3）將一些互不相干的激光本征模疊加來產(chǎn)生部分相干光束。
系統(tǒng)描述
本例介紹了如何上述第二種方法來實現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個科勒照明系統(tǒng)。一個聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面，并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對光束合理采樣，光源放在物體掩膜的共軛面處，以便光源具有一定的尺寸，而不是理想點光源。對于具有一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相干的。當(dāng)光源大到可以填滿轉(zhuǎn)像透鏡入瞳時，其所成的像就將是非相干的。
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
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一個理想的單色點光源發(fā)射的光是完全相干光。但實際物理光源不是點源，總是具有一定的空間尺度并包含眾多輻射單元，其發(fā)出的光也非嚴(yán)格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。產(chǎn)生部分相干光主要有三種方法：
（1）降低激光的相干性來獲得部分相干光。用動態(tài)散射體降低激光的相干性，通過控制散射體的性質(zhì)來控制散射體后光束的相干性。（2）利用Van-Citter-Zernike定理使擴展光源發(fā)出的非相干光成為部分相干光。（3）將一些互不相干的激光本征模疊加來產(chǎn)生部分相干光束。
系統(tǒng)描述
本例介紹了如何上述第二種方法來實現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個科勒照明系統(tǒng)。一個聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面，并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對光束合理采樣，光源放在物體掩膜的共軛面處，以便光源具有一定的尺寸，而不是理想點光源。對于具有一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相干的。當(dāng)光源大到可以填滿轉(zhuǎn)像透鏡入瞳時，其所成的像就將是非相干的。
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
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一個理想的單色點光源發(fā)射的光是完全相干光。但實際物理光源不是點源，總是具有一定的空間尺度并包含眾多輻射單元，其發(fā)出的光也非嚴(yán)格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。產(chǎn)生部分相干光主要有三種方法：
（1）降低激光的相干性來獲得部分相干光。用動態(tài)散射體降低激光的相干性，通過控制散射體的性質(zhì)來控制散射體后光束的相干性。（2）利用Van-Citter-Zernike定理使擴展光源發(fā)出的非相干光成為部分相干光。（3）將一些互不相干的激光本征模疊加來產(chǎn)生部分相干光束。
系統(tǒng)描述
本例介紹了如何上述第二種方法來實現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個科勒照明系統(tǒng)。一個聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面，并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對光束合理采樣，光源放在物體掩膜的共軛面處，以便光源具有一定的尺寸，而不是理想點光源。對于具有一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相干的。當(dāng)光源大到可以填滿轉(zhuǎn)像透鏡入瞳時，其所成的像就將是非相干的。
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
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GLAD
GLAD應(yīng)用：部分相干光模擬
概述
一個理想的單色點光源發(fā)射的光是完全相干光。但實際物理光源不是點源，總是具有一定的空間尺度并包含眾多輻射單元，其發(fā)出的光也非嚴(yán)格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。產(chǎn)生部分相干光主要有三種方法：
（1）降低激光的相干性來獲得部分相干光。用動態(tài)散射體降低激光的相干性，通過控制散射體的性質(zhì)來控制散射體后光束的相干性。（2）利用Van-Citter-Zernike定理使擴展光源發(fā)出的非相干光成為部分相干光。（3）將一些互不相干的激光本征模疊加來產(chǎn)生部分相干光束。
系統(tǒng)描述
本例介紹了如何上述第二種方法來實現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個科勒照明系統(tǒng)。一個聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面，并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對光束合理采樣，光源放在物體掩膜的共軛面處，以便光源具有一定的尺寸，而不是理想點光源。對于具有一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相干的。當(dāng)光源大到可以填滿轉(zhuǎn)像透鏡入瞳時，其所成的像就將是非相干的。
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
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本例介紹了如何上述第二種方法來實現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個科勒照明系統(tǒng)。一個聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面，并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對光束合理采樣，光源放在物體掩膜的共軛面處，以便光源具有一定的尺寸，而不是理想點光源。對于具有一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相干的。
GLAD：部分相干光模擬5個月前
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
雙縫干涉實驗最初由Thomas Young在19世紀(jì)初進行，它顯示了光的波動性質(zhì)，是空間相干測量的重要技術(shù)。在VirtualLab Fusion中，我們用單點光源和擴展光源復(fù)現(xiàn)了Young的實驗。我們通過檢查干涉條紋對比度的變化來研究擴展源的相干特性。
楊氏干涉實驗
使用部分相干光的楊氏干涉實驗8個月前
雙縫干涉實驗最初由Thomas Young在19世紀(jì)初進行，它顯示了光的波動性質(zhì)，是空間相干測量的重要技術(shù)。在VirtualLab Fusion中，我們用單點光源和擴展光源復(fù)現(xiàn)了Young的實驗。我們通過檢查干涉條紋對比度的變化來研究擴展源的相干特性。
楊氏干涉實驗
在 VirtualLab Fusion中,我們復(fù)現(xiàn)了著名的楊氏干涉實驗，并檢驗了狹縫寬度
在數(shù)值模擬中，當(dāng)我們將光表示為電磁場時，空間擴展光源可以用幾個無關(guān)的完全相干場來模擬，這些場具有相同的能量密度，但彼此之間有部分位移[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]。在快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion中，我們利用這種方法建模了一個空間擴展部分相干光源，并探討了基本場的配置和場的數(shù)量對光源的影響，然后利用該光源進行楊氏干涉實驗，通過檢測干涉條紋對比度的變化來研究光源的相干特性
空間擴展部分相干光源的建模8個月前
在數(shù)值模擬中，當(dāng)我們將光表示為電磁場時，空間擴展光源可以用幾個無關(guān)的完全相干場來模擬，這些場具有相同的能量密度，但彼此之間有部分位移[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]。在快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion中，我們利用這種方法建模了一個空間擴展部分相干光源，并探討了基本場的配置和場的數(shù)量對光源的影響，然后利用該光源進行楊氏干涉實驗，通過檢測干涉條紋對比度的變化來研究光源的相干特性
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
簡介:
天文光干涉儀能夠?qū)崿F(xiàn)恒星和星系的高角分辨率的測量。首次搭建的天文光干涉儀分別由菲索（1868）和邁克爾遜（1890）提出。邁克爾遜恒星干涉儀于1920年成功地測出參宿四的直徑。現(xiàn)如今，恒星干涉儀可用于前沿研究，如外行星識別和恒星的超高分辨率（4豪弧秒）成像。在本文中，一種經(jīng)典的邁克遜恒星干涉儀將會在FRED里面進行設(shè)計和分析。
①恒星干涉儀設(shè)計
系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)如圖1所示。干涉儀由四個反射鏡
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
圖1.部分相干光建模示意圖
部分相干光的建模過程為：將光源看作無數(shù)的點光源，每個點光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進行非相干疊加。因為點光源發(fā)出的光線要通過整個系統(tǒng)，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小。一個完整的相干系統(tǒng)只需要一個點光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個。
