簡介
FRED具備通(tōng)過光學系統模拟光線偏振的能力。光源可(kě)以是随機偏振、圓偏振或線偏振。過濾或控制(zhì)偏振的光學元件,如雙折射波片和(hé)偏振片,可(kě)以準确的模拟。FRED偏振模型中一些(xiē)簡單例子包括吸收二向色性和(hé)線栅偏振片,方解石半波片,和(hé)馬耳他十字現象。這些(xiē)特性的每一個(gè)都可(kě)以應用到更複雜的光學系統中,如液晶顯示(LCDs)、幹涉儀和(hé)偏光顯微鏡。
馬耳他十字現象
馬耳他十字是正交放置的線偏振片之間(jiān)的雙折射材料形成的幹涉圖樣。這種現象可(kě)以對在自然界中發現的雙折射樣本進行(xíng)簡單的識别,如浮遊生(shēng)物、澱粉粒子和(hé)脂肪分子。當局部y偏振光的擴展光束通(tōng)過兩個(gè)正交取向的線偏振片時(shí),馬耳他十字也可(kě)以形成。圖1顯示了由FRED構建的這樣一個(gè)系統,用來(lái)模拟正交線偏振片的輻照度。
圖1.馬耳他十字。左邊:系統橫截面。右邊:探測器(qì)上(shàng)的輻照度圖樣。
邁克爾遜幹涉儀
FRED可(kě)以實現物理(lǐ)光學現象的仿真,如衍射和(hé)幹涉。有(yǒu)了這個(gè)特性,像高(gāo)斯激光光束和(hé)幹涉儀這樣的組件可(kě)以準确的進行(xíng)模拟,并且并入光學系統中。
FRED模型
在FRED中可(kě)以使用相幹光光源模拟幹涉儀。在FRED例子庫文件中的Coherence文件夾能夠找到邁克爾遜幹涉儀。它由相幹平面波光源、分離輸入光束的分束器(qì)、平坦的參考反射鏡和(hé)測試反射鏡組成。對于這個(gè)例子,我們想要定義一個(gè)測試反射鏡,它包含一個(gè)由澤尼克函數(shù)模拟的表面缺陷。
為(wèi)了增加一個(gè)缺陷,需要創建一個(gè)澤尼克啞面,且設置為(wèi)不可(kě)追迹——不包含在光線追迹內(nèi)。然後,在測試鏡反射表面的Modifiers标簽中,在“Apply another surface’s sag as a deformation to this surface”下選擇該虛拟表面。
相幹光光源可(kě)以是單色或多(duō)色的,總而言之,最大(dà)可(kě)探測缺陷反比于光源的帶寬。
圖1.白光邁克爾遜幹涉儀。“白光”(405-699nm)相幹光光源被立體(tǐ)分光鏡分開(kāi)。生(shēng)成的彩色圖中可(kě)以看到白色條紋。測試鏡由澤尼克多(duō)項式函數(shù)修正,其中[6R4-6R2+1]系數(shù)為(wèi)1,[(10R4-12R2+3)Rsin(A)]系數(shù)為(wèi)0.5。
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