相干光仿真的案例
FRED案例展示：部分相干光的應(yīng)用--天文光干涉儀
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的一種方法是產(chǎn)生一對(duì)相干的平面波光源：一個(gè)光源就位于M1之前，另一個(gè)就位于M2之前。每個(gè)光源都有基于光源光譜的合適的波長(zhǎng)和相對(duì)功率，并且在提供的角度直徑內(nèi)的任意方向傳播。一旦所有的光源創(chuàng)建好，相干光線追跡就會(huì)執(zhí)行。在探測(cè)器平面上的輻照度和彩色圖會(huì)得到計(jì)算并顯示出來。
為了模擬邁克爾遜恒星干涉儀的運(yùn)行，額外的循環(huán)可以添加到腳本中，它會(huì)在每一步掃描反射鏡間距并計(jì)算條紋可見度。條紋可見度的第一個(gè)極小值會(huì)出現(xiàn)在d=λ0/(2θ)處，其中λ0是恒星（發(fā)光）的中心波長(zhǎng)，θ是以度為單位的角距。
圖 3.運(yùn)行嵌入式腳本
圖 4.運(yùn)行腳本之后創(chuàng)建的光源
圖 5.輻照度計(jì)算結(jié)果
圖 6.彩色圖計(jì)算結(jié)果
展開 GLAD：部分相干光模擬
概述
一個(gè)理想的單色點(diǎn)光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)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(dòng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒照明系統(tǒng)。一個(gè)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(duì)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(diǎn)光源。對(duì)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(shí)，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(diǎn)光源，每個(gè)點(diǎn)光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進(jìn)行非相干疊加。因?yàn)辄c(diǎn)光源發(fā)出的光線要通過整個(gè)系統(tǒng)，所以點(diǎn)光源的數(shù)目一定要盡量小。一個(gè)完整的相干系統(tǒng)只需要一個(gè)點(diǎn)光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個(gè)，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個(gè)。
展開 GLAD應(yīng)用：部分相干光模擬
本例介紹了如何上述第二種方法來實(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒照明系統(tǒng)。一個(gè)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(duì)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(diǎn)光源。對(duì)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(shí)，其所成的像就將是非相干的。
系統(tǒng)描述
（1）降低激光的相干性來獲得部分相干光。用動(dòng)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(kuò)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。
一個(gè)理想的單色點(diǎn)光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)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：
概述
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概述
一個(gè)理想的單色點(diǎn)光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)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(dòng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒照明系統(tǒng)。一個(gè)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(duì)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(diǎn)光源。對(duì)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(shí)，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(diǎn)光源，每個(gè)點(diǎn)光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進(jìn)行非相干疊加。因?yàn)辄c(diǎn)光源發(fā)出的光線要通過整個(gè)系統(tǒng)，所以點(diǎn)光源的數(shù)目一定要盡量小。一個(gè)完整的相干系統(tǒng)只需要一個(gè)點(diǎn)光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個(gè)，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個(gè)。
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FRED應(yīng)用說明：相干光模擬
然后光場(chǎng)可以被重新采樣(Raytrace > Spatially Resample Scalar Field…)，刪除現(xiàn)存的光線，并用新定義的光線替換它們。重新采樣場(chǎng)應(yīng)該與初始場(chǎng)相同，唯一的不同是用于定義它的光線。然后使用Trace Existing Rays或Trace and Render Existing命令，追跡系統(tǒng)剩余部分的光線。
圖7 光場(chǎng)重新采樣功能對(duì)話框
除了解決相干光線錯(cuò)誤，相干光場(chǎng)重采樣也可以在一個(gè)表面欠采樣是的情況下使用。例如，如果擴(kuò)束軌跡長(zhǎng)度很大，第二透鏡將滿溢和欠采樣，如圖8所示。因?yàn)榍懊嫠枋龅淖钚【W(wǎng)格尺寸的限制，從而增加源光線的數(shù)量不是一個(gè)合適的解決方案。相干光場(chǎng)重采樣特性可用于在第二透鏡處重現(xiàn)光場(chǎng)，并合成具有透鏡的足夠空間采樣的新光線網(wǎng)格。
圖8 大倍率遠(yuǎn)焦望遠(yuǎn)鏡致使第二透鏡的欠采樣。
相干標(biāo)量場(chǎng)分析
新光線合成之后，它們可以通過系統(tǒng)被追跡，而沒有相干光線錯(cuò)誤，所得到的場(chǎng)可以分析。相干光場(chǎng)的能量、相位和波前可以用相干標(biāo)量場(chǎng)分析工具進(jìn)行研究。圖9顯示了具有用紅色框出的可用繪圖選項(xiàng)的標(biāo)量場(chǎng)菜單。它也給出了用于顯示和輸出圖像、縮放數(shù)據(jù)、平滑和修改圖像數(shù)據(jù)、顯示圖像統(tǒng)計(jì)和執(zhí)行一個(gè)傅立葉變換的選項(xiàng)。圖10顯示了在擴(kuò)束器輸出處的場(chǎng)能量、相位和波前。
圖9 當(dāng)右鍵點(diǎn)擊圖像時(shí)顯示的標(biāo)量場(chǎng)分析菜單，紅框顯示為可用繪圖。
圖10 FRED輸出圖像，顯示a)場(chǎng)能量、b)場(chǎng)相位、c)波前
FRED中部分相干性示例：衍射儀
用FRED可以模擬部分相干光源，通過集相干的點(diǎn)源為一體，每一個(gè)都具有不同的空間位置和波長(zhǎng)。在FRED部分相干的建模被限制在特殊情況下，這樣的定義才是有效的。
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概述
一個(gè)理想的單色點(diǎn)光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)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(dòng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒照明系統(tǒng)。一個(gè)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(duì)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(diǎn)光源。對(duì)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(shí)，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(diǎn)光源，每個(gè)點(diǎn)光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進(jìn)行非相干疊加。因?yàn)辄c(diǎn)光源發(fā)出的光線要通過整個(gè)系統(tǒng)，所以點(diǎn)光源的數(shù)目一定要盡量小。一個(gè)完整的相干系統(tǒng)只需要一個(gè)點(diǎn)光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個(gè)，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個(gè)。
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GLAD
GLAD應(yīng)用：部分相干光模擬
概述
一個(gè)理想的單色點(diǎn)光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)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(dòng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒照明系統(tǒng)。一個(gè)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(duì)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(diǎn)光源。對(duì)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(shí)，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(diǎn)光源，每個(gè)點(diǎn)光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進(jìn)行非相干疊加。因?yàn)辄c(diǎn)光源發(fā)出的光線要通過整個(gè)系統(tǒng)，所以點(diǎn)光源的數(shù)目一定要盡量小。一個(gè)完整的相干系統(tǒng)只需要一個(gè)點(diǎn)光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個(gè)，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個(gè)。
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概述
一個(gè)理想的單色點(diǎn)光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)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(dòng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示，整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒照明系統(tǒng)。一個(gè)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(duì)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(diǎn)光源。對(duì)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(shí)，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(diǎn)光源，每個(gè)點(diǎn)光源通過系統(tǒng)成像，并在成像面上進(jìn)行非相干疊加。因?yàn)辄c(diǎn)光源發(fā)出的光線要通過整個(gè)系統(tǒng)，所以點(diǎn)光源的數(shù)目一定要盡量小。一個(gè)完整的相干系統(tǒng)只需要一個(gè)點(diǎn)光源，而部分相干系統(tǒng)可能需要10個(gè)，而非相干系統(tǒng)差不多要求50個(gè)。
展開 使用部分相干光的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)
雙縫干涉實(shí)驗(yàn)最初由Thomas Young在19世紀(jì)初進(jìn)行，它顯示了光的波動(dòng)性質(zhì)，是空間相干測(cè)量的重要技術(shù)。在VirtualLab Fusion中，我們用單點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源復(fù)現(xiàn)了Young的實(shí)驗(yàn)。我們通過檢查干涉條紋對(duì)比度的變化來研究擴(kuò)展源的相干特性。
楊氏干涉實(shí)驗(yàn)
在 VirtualLab Fusion中,我們復(fù)現(xiàn)了著名的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)了狹縫寬度、狹縫距離以及使用擴(kuò)展源的影響。
編程一個(gè)雙縫函數(shù)
給出了一個(gè)用于定義雙狹縫函數(shù)的示例片段，該函數(shù)具有可自定義的狹縫寬度和狹縫之間的距離。
[NEWSLETTER] 使用部分相干光的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)
雙縫干涉實(shí)驗(yàn)最初由Thomas Young在19世紀(jì)初進(jìn)行，它顯示了光的波動(dòng)性質(zhì)，是空間相干測(cè)量的重要技術(shù)。在VirtualLab Fusion中，我們用單點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源復(fù)現(xiàn)了Young的實(shí)驗(yàn)。我們通過檢查干涉條紋對(duì)比度的變化來研究擴(kuò)展源的相干特性。
楊氏干涉實(shí)驗(yàn)
在 VirtualLab Fusion中,我們復(fù)現(xiàn)了著名的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)了狹縫寬度、狹縫距離以及使用擴(kuò)展源的影響。
編程一個(gè)雙縫函數(shù)
給出了一個(gè)用于定義雙狹縫函數(shù)的示例片段，該函數(shù)具有可自定義的狹縫寬度和狹縫之間的距離。
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展開 VirtualLab運(yùn)用：使用相干光的馬赫-澤德干涉儀
光學(xué)測(cè)量＞干涉測(cè)量
任務(wù)/系統(tǒng)描述
亮點(diǎn)
? 在光線追跡分析與高速物理光學(xué)建模間簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換
? 相干效應(yīng)以及干涉圖案的高速仿真
說明：光源
說明：擴(kuò)束器
說明：分束器
說明：反射鏡
說明：相位延遲元件
說明：研究對(duì)象
說明：探測(cè)器
結(jié)果：3D光線追跡
結(jié)果：光線追跡
結(jié)果：場(chǎng)追跡（偽彩色視圖）
結(jié)果：場(chǎng)追跡（真彩色視圖）
結(jié)果：傾斜透鏡的場(chǎng)追跡
結(jié)果：橫向移動(dòng)透鏡的場(chǎng)追跡
使用相干光模擬馬赫澤德干涉儀
系統(tǒng)說明
? 光源
— 氦氖激光器(波長(zhǎng)632.8nm；相干長(zhǎng)度>1m)
? 元件
— 分束器和合束器，消色差準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)，位相延遲器，待測(cè)球面透鏡
? 探測(cè)器
— 干涉條紋
? 建模/設(shè)計(jì)
— 光線追跡：初始系統(tǒng)概覽
— 幾何場(chǎng)追跡加(GFT+)：
? 計(jì)算干涉條紋。
? 分析對(duì)齊誤差的影響。
2. 系統(tǒng)說明
參考光路
3. 建模/設(shè)計(jì)結(jié)果
4. 總結(jié)
馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計(jì)算
1. 仿真
以光線追跡對(duì)干涉儀的仿真。
2. 計(jì)算
采用幾何場(chǎng)追跡+引擎以計(jì)算干涉圖樣。
3. 研究
不同對(duì)齊誤差在干涉圖上的影響，如傾斜和偏移
利用VirtualLab軟件可對(duì)馬赫澤德干涉儀生成的干涉圖案進(jìn)行研究分析。
應(yīng)用示例詳細(xì)內(nèi)容
系統(tǒng)參數(shù)
1. 仿真任務(wù)：馬赫澤德干涉儀
? 通過使用這種干涉儀設(shè)置，可測(cè)量?jī)赏耆嗤馐€間的相對(duì)相移。
這使得可以對(duì)一個(gè)樣品元件引起的相移進(jìn)行研究。
2. 說明：光源
? 使用一個(gè)頻率穩(wěn)定、單模氦氖激光器。
? 因此，相干長(zhǎng)度大于1m
? 此外，由于發(fā)散角很小，所以不需要額外的準(zhǔn)直系統(tǒng)。
? 在入射干涉儀之前，高斯波以瑞利長(zhǎng)度傳播。
3. 說明：光源
? 采用一個(gè)放大因子為3的消色差擴(kuò)束器。
? 擴(kuò)束器的設(shè)計(jì)是基于伽利略望遠(yuǎn)鏡。
? 因此，在光學(xué)表面序列(OIS)中結(jié)合了一個(gè)擴(kuò)束和準(zhǔn)直系統(tǒng)。
? 與開普勒望遠(yuǎn)鏡相比，在擴(kuò)束系統(tǒng)中不會(huì)成實(shí)像。
4. 說明：光學(xué)元件
? 在參考光路中設(shè)置一個(gè)位相延遲平板。
? 位相延遲平板材料為N-BK7。
展開 【VirtualLab運(yùn)用】使用相干光模擬馬赫澤德干涉儀
測(cè)量系統(tǒng)(MSY.0001 v1.1)
應(yīng)用示例簡(jiǎn)述
1.系統(tǒng)說明
?光源
—氦氖激光器(波長(zhǎng)632.8nm；相干長(zhǎng)度>1m)
?元件
—分束器和合束器，消色差準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)，位相延遲器，待測(cè)球面透鏡
?探測(cè)器
—干涉條紋
?建模/設(shè)計(jì)
—光線追跡：初始系統(tǒng)概覽
—幾何場(chǎng)追跡加(GFT+)：
?計(jì)算干涉條紋。
?分析對(duì)齊誤差的影響。
2.系統(tǒng)說明
參考光路
3.建模/設(shè)計(jì)結(jié)果
4.總結(jié)
馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計(jì)算
1.仿真
以光線追跡對(duì)干涉儀的仿真。
2.計(jì)算
采用幾何場(chǎng)追跡+引擎以計(jì)算干涉圖樣。
3.研究
不同對(duì)齊誤差在干涉圖上的影響，如傾斜和偏移
利用VirtualLab軟件可對(duì)馬赫澤德干涉儀生成的干涉圖案進(jìn)行研究分析。
應(yīng)用示例詳細(xì)內(nèi)容
系統(tǒng)參數(shù)
1.仿真任務(wù)：馬赫澤德干涉儀
?通過使用這種干涉儀設(shè)置，可測(cè)量?jī)赏耆嗤馐€間的相對(duì)相移。
這使得可以對(duì)一個(gè)樣品元件引起的相移進(jìn)行研究。
2.說明：光源
?使用一個(gè)頻率穩(wěn)定、單模氦氖激光器。
?因此，相干長(zhǎng)度大于1m
?此外，由于發(fā)散角很小，所以不需要額外的準(zhǔn)直系統(tǒng)。
?在入射干涉儀之前，高斯波以瑞利長(zhǎng)度傳播。
3.說明：光源
?采用一個(gè)放大因子為3的消色差擴(kuò)束器。
?擴(kuò)束器的設(shè)計(jì)是基于伽利略望遠(yuǎn)鏡。
?因此，在光學(xué)表面序列(OIS)中結(jié)合了一個(gè)擴(kuò)束和準(zhǔn)直系統(tǒng)。
?與開普勒望遠(yuǎn)鏡相比，在擴(kuò)束系統(tǒng)中不會(huì)成實(shí)像。
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光學(xué)測(cè)量＞干涉測(cè)量
任務(wù)/系統(tǒng)描述
亮點(diǎn)
?在光線追跡分析與高速物理光學(xué)建模間簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換
?相干效應(yīng)以及干涉圖案的高速仿真
說明：光源
說明：擴(kuò)束器
說明：分束器
說明：反射鏡
說明：相位延遲元件
說明：研究對(duì)象
說明：探測(cè)器
結(jié)果：3D光線追跡
結(jié)果：光線追跡
結(jié)果：場(chǎng)追跡（偽彩色視圖）
結(jié)果：場(chǎng)追跡（真彩色視圖）
結(jié)果：傾斜透鏡的場(chǎng)追跡
結(jié)果：橫向移動(dòng)透鏡的場(chǎng)追跡
ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用專題：如何為光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)建模
光學(xué)相干斷層掃描（OCT）是一種斷層成像系統(tǒng)，可以根據(jù)從圖像反射或散射的光生成橫截面或三維圖像。 醫(yī)用組織成像是該系統(tǒng)的最典型應(yīng)用，因?yàn)镺CT安全且具有高分辨率，儘管光可以穿透的深度限制在毫米量級(jí)。
OCT測(cè)量系統(tǒng)依賴於邁克森干涉儀 (Michelson interferometer)，使得從參考物反射的光與樣品之間的相干性表明散射光源自樣品中與參考鏡的位置相對(duì)應(yīng)的深度。
本文將逐步介紹如何在OpticStudio中創(chuàng)建商業(yè)上可用的OCT模型。
模型系統(tǒng)
健康人眼的角膜和虹膜（A）以及視網(wǎng)膜組織（B）的橫截面圖像如下所示。 顏色變化對(duì)應(yīng)於返迴光強(qiáng)度的變化。 這表明發(fā)生了重大變化。
代表性的OCT系統(tǒng)如下所示。 光束應(yīng)均勻地分成兩臂，其中一個(gè)在樣品體積上會(huì)聚，以最小化給定掃描的照射面積。 光源應(yīng)為一束準(zhǔn)直的寬帶光束；大帶寬意味著低相干性和高精度定位產(chǎn)生相干性的深度。
深度掃描也稱為軸向掃描或A掃描，它根據(jù)反射到樣品中的距離來測(cè)量反射光的強(qiáng)度。 儘管它在OCT系統(tǒng)的類型之間有所不同，但深度掃描通常由參考鏡執(zhí)行，以使樣品返回的光對(duì)應(yīng)於樣品和參考之間的特定光程差（OPD）。 透過以x或y方向旋轉(zhuǎn)掃描鏡來執(zhí)行橫向，橫向或b掃描，從而在整個(gè)樣品區(qū)域上平移探測(cè)光束。
我們從商用OCT系統(tǒng)中獲取目標(biāo)規(guī)格。 軸向分辨率完全來自光源特性，應(yīng)在5μm的數(shù)量級(jí)上。 來自樣品處光束半徑的橫向分辨率應(yīng)為15μm。800 nm範(fàn)圍內(nèi)的光將用於避免組織中的高吸收，這會(huì)限制穿透。
光源規(guī)格
OCT將干涉測(cè)量技術(shù)與寬帶近紅外光結(jié)合使用。 較寬的帶寬可提供最佳分辨率，而波長(zhǎng)選擇可確定樣品材料中的穿透深度。
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