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FRED將高斯光分束運算法則運用于傳播相干光場通過系統幾何模型。這里我們來看一下這項性能的示范。高斯光分束（GBD）的綜合形式使得FRED可以對廣泛的物理光學現象進行解釋。在過去的1/4世紀里，GBD運算法則已被證明在模擬衍射和干涉效應上具有顯著的精確性。這里我們演示FRED的GBD性能用于說明部分相干，我們來觀察一個衍射計的例子。

圖10 FRED輸出圖像，顯示a)場能量、b)場相位、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，通過集相干的點源為一體，每一個都具有不同的空間位置和波長。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。 類似上述的一個例子是衍射儀，可用于測量光源的空間相干性的干涉儀。

實現這個目的的一種方法是產生一對相干的平面波光源：一個光源就位于M1之前，另一個就位于M2之前。每個光源都有基于光源光譜的合適的波長和相對功率，并且在提供的角度直徑內的任意方向傳播。一旦所有的光源創建好，相干光線追跡就會執行。在探測器平面上的輻照度和彩色圖會得到計算并顯示出來。為了模擬邁克爾遜恒星干涉儀的運行，額外的循環可以添加到腳本中，它會在每一步掃描反射鏡間距并計算條紋可見度。

模擬結果 圖.1 object mask的初始分布圖.2 完全相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖.3 完全相干時object mask所成的像 圖.4 部分相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖.5 部分相干時object mask所成的像 圖.6 完全不相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像

模擬結果 圖1.object mask的初始分布 圖2.完全相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖3.完全相干時object mask所成的像 圖4.部分相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖5.部分相干時object mask所成的像 圖6.完全不相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像

· 光學技術文章分享 · GLAD GLAD應用：部分相干光模擬概述一個理想的單色點光源發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，其發出的光也非嚴格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。

模擬結果 圖.1 object mask的初始分布圖.2 完全相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖.3 完全相干時object mask所成的像 圖.4 部分相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖.5 部分相干時object mask所成的像 圖.6 完全不相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像

模擬結果 圖1.object mask的初始分布 圖2.完全相干時點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像 圖3.完全相干時object mask所成的像

在FRED中模擬該過程涉及了一些技術，這些技術與使用復合光線追跡的相干光束的建模和傳播有關。本文通過詳細的步驟準確地在FRED中模擬空間濾波器，并重點描述了過程中一些有用的功能和技巧。注意本文可適用于任何相干光束通過小孔的情況。 FRED應用實例：一個有噪聲的激光光束空間濾波 光源的光束輪廓可以在FRED中通過位置功率切趾函數來指定。

? FRED使用高斯分解技術仿真相干及衍射光學系統，任何復雜的光場可以分解為高斯光束，這個方法允許我們可以處理相干光、偏振態，如高斯光源、相干性、光纖耦合分析，使光源更符合實際情況，并可以模擬部分相干光。

（3）將一些互不相干的激光本征模疊加來產生部分相干光束。 一個理想的單色點光源發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，其發出的光也非嚴格的單色光,其光譜具有一定寬度，這種光即部分相干光。

為了在FRED中準確模擬激光通過一個空間濾波器，光在通過濾波器之后光場的重新合成是非常重要的。這樣做將會精確的模擬在孔徑上的裁剪。在本篇文章中，將會闡述Gabor分解的光合成技術。 相干光的高斯子束模型 通過使用一個稱為高斯光束分解（GBD）的技術，可以在FRED中實現相干光的模擬。光場被分成獨立的高斯子束，相互之間是相干傳播的。每個子束由一組光線表示（圖1），主光線沿著子束的軸。

基于模擬微米或納米尺度結構的FDTD，BPM和EME等第三方麥克斯韋解算法技術，使用GBD允許可以允許其與FRED之間實現數據共享。高斯光束分解(GBD)是一種用在FRED中，允許通過光線追跡傳播相干場的技術。它第一次是在1969年由J.A.Arnaud提出。 為什么FRED這個特性非常有用：不是所有的光線追跡軟件都能夠模擬相干場的傳播。FRED可以做到。

為了在 FRED 軟件中準確模擬激光通過空間濾波器的傳播，必須在濾波器之后重新合成光場。這樣做可以準確地對光闌處進行裁剪建模。本文將介紹一種稱為Gabor分解的光合成技術。②相干光的高斯細電子束模型在 FRED 中對相干光進行建模是使用一種稱為高斯光束分解 （GBD） 的技術完成的。光場被分成單獨的高斯子束，這些子光束相對于彼此進行相干傳播。每個小光束都表示為一組光線（如圖1所示）。

為了在 FRED 軟件中準確模擬激光通過空間濾波器的傳播，必須在濾波器之后重新合成光場。這樣做可以準確地對光闌處進行裁剪建模。本文將介紹一種稱為Gabor分解的光合成技術。②相干光的高斯細電子束模型在 FRED 中對相干光進行建模是使用一種稱為高斯光束分解 （GBD） 的技術完成的。光場被分成單獨的高斯子束，這些子光束相對于彼此進行相干傳播。每個小光束都表示為一組光線（如圖1所示）。

簡介FRED具備通過光學系統模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機偏振、圓偏振或線偏振。過濾或控制偏振的光學元件，如雙折射波片和偏振片，可以準確的模擬。FRED偏振模型中一些簡單例子包括吸收二向色性和線柵偏振片，方解石半波片，和馬耳他十字現象。這些特性的每一個都可以應用到更復雜的光學系統中，如液晶顯示（LCDs）、干涉儀和偏光顯微鏡。

為了在FRED中準確模擬激光通過一個空間濾波器，光在通過濾波器之后光場的重新合成是非常重要的。這樣做將會精確的模擬在孔徑上的裁剪。在本篇文章中，將會闡述Gabor分解的光合成技術。 相干光的高斯子束模型 通過使用一個稱為高斯光束分解（GBD）的技術，可以在FRED中實現相干光的模擬。光場被分成獨立的高斯子束，相互之間是相干傳播的。

圖6：在FRED新的光源對話框中模擬的Laguerre 模式：TEM01, TEM10, TEM11, TEM20, TEM21圖7： Non-Gaussian Gaussian: 首例5種 Laguerre模式的非相干結合 圖8中的圖片集顯示了單個模式連同它們的非相干組合的縱向能量密度計算。

實現這個目的的一種方法是產生一對相干的平面波光源：一個光源就位于M1之前，另一個就位于M2之前。每個光源都有基于光源光譜的合適的波長和相對功率，并且在提供的角度直徑內的任意方向傳播。一旦所有的光源創建好，相干光線追跡就會執行。在探測器平面上的輻照度和彩色圖會得到計算并顯示出來。為了模擬邁克爾遜恒星干涉儀的運行，額外的循環可以添加到腳本中，它會在每一步掃描反射鏡間距并計算條紋可見度。

圖1.光纖耦合系統結構光纖耦合器系統由三部分組成：①：基于Mitsubishi(三菱) ML725C8F系列的高發散的像散激光二極管光源；②：直徑1.5mm的BK7球透鏡，是ML725C8F二極管封裝的一部分；③：模擬單模光纖的纖芯、包層和光纖涂層。分析表面位于光纖接口的正后方，可用于計算入射到光線模型的總功率與光纖基模的耦合效率。基本參數如下圖2所示。