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目錄 簡(jiǎn)介FRED基礎(chǔ)：相干性建模鎖定FRED特點(diǎn)：相干場(chǎng)重采樣相干光源定義高斯光線尺寸點(diǎn)列圖工具光線狀態(tài)相干場(chǎng)重新采樣相干標(biāo)量場(chǎng)分析FRED中部分相干性示例：衍射儀 簡(jiǎn)介 模擬光線的相干特性非常意義的。

模擬結(jié)果 圖.1 object mask的初始分布圖.2 完全相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像 圖.3 完全相干時(shí)object mask所成的像 圖.4 部分相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像 圖.5 部分相干時(shí)object mask所成的像 圖.6 完全不相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像

模擬結(jié)果 圖1.object mask的初始分布 圖2.完全相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像 圖3.完全相干時(shí)object mask所成的像 圖4.部分相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像 圖5.部分相干時(shí)object mask所成的像 圖6.完全不相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像

· 光學(xué)技術(shù)文章分享 · 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。

模擬結(jié)果 圖.1 object mask的初始分布圖.2 完全相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像 圖.3 完全相干時(shí)object mask所成的像 圖.4 部分相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像 圖.5 部分相干時(shí)object mask所成的像 圖.6 完全不相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像

（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。

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。

OCT模擬時(shí)域 深度掃描基于相干門和掃描鏡位置，只有當(dāng)光程差在相干長(zhǎng)度內(nèi)，在樣品與參考鏡這兩條路徑的光才會(huì)產(chǎn)生干涉信號(hào)。這就是我們使用低相干寬帶光源的原因，因?yàn)槎?em>相干長(zhǎng)度可以讓我們能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)樣品中干涉信號(hào)來源的位置。通過反射光的強(qiáng)度逐個(gè)像素地重新創(chuàng)建樣品的圖像，相干門僅用作識(shí)別樣品內(nèi)反射光的位置。

通過反射光的強(qiáng)度逐個(gè)像素地重新創(chuàng)建樣品的圖像，相干門僅用作識(shí)別樣品內(nèi)反射光的位置。 我們以相干長(zhǎng)度為20mm開始模擬，因?yàn)檫@給了我們一個(gè)更大的誤差范圍，以便找到正確的反射光位置，當(dāng)找到大致位置后就能縮短光源的相干長(zhǎng)度。 此外，我們將使用單個(gè)表面來代表樣品。類似于樣品中次光源發(fā)光，意味著參考鏡將只改變光路長(zhǎng)度。

OCT模擬時(shí)域深度掃描基于相干門和掃描鏡位置，只有當(dāng)光程差在相干長(zhǎng)度內(nèi)，在樣品與參考鏡這兩條路徑的光才會(huì)產(chǎn)生干涉信號(hào)。這就是我們使用低相干寬帶光源的原因，因?yàn)槎?em>相干長(zhǎng)度可以讓我們能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)樣品中干涉信號(hào)來源的位置。通過反射光的強(qiáng)度逐個(gè)像素地重新創(chuàng)建樣品的圖像，相干門僅用作識(shí)別樣品內(nèi)反射光的位置。

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.

通過反射光的強(qiáng)度逐個(gè)像素地重新創(chuàng)建樣品的圖像，相干門僅用作識(shí)別樣品內(nèi)反射光的位置。 我們以相干長(zhǎng)度為20mm開始模擬，因?yàn)檫@給了我們一個(gè)更大的誤差范圍，以便找到正確的反射光位置，當(dāng)找到大致位置后就能縮短光源的相干長(zhǎng)度。 此外，我們將使用單個(gè)表面來代表樣品。類似于樣品中次光源發(fā)光，意味著參考鏡將只改變光路長(zhǎng)度。

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。

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。

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。

FRED將高斯光分束運(yùn)算法則運(yùn)用于傳播相干光場(chǎng)通過系統(tǒng)幾何模型。這里我們來看一下這項(xiàng)性能的示范。高斯光分束（GBD）的綜合形式使得FRED可以對(duì)廣泛的物理光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。在過去的1/4世紀(jì)里，GBD運(yùn)算法則已被證明在模擬衍射和干涉效應(yīng)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(gè)衍射計(jì)的例子。

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。

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。

模擬結(jié)果和理論的對(duì)比現(xiàn)在，我們可以將模擬條紋對(duì)比度（采用適當(dāng)?shù)姆?hào)選擇來表示相干因子）覆蓋在本文開頭的理論曲線上。理論和模擬結(jié)果是一致的。 我們的結(jié)論是，光線追跡追蹤已經(jīng)被可用來模擬從兩個(gè)小孔隙發(fā)出的光的干涉現(xiàn)象，。并且從每個(gè)孔隙發(fā)射的光線的角分布由散射模型確定。

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