概述
一個(gè)理(lǐ)想的單色點光源發射的光是完全相幹光。但(dàn)實際物理(lǐ)光源不是點源，總是具有(yǒu)一定的空(kōng)間(jiān)尺度并包含衆多(duō)輻射單元，其發出的光也非嚴格的單色光,其光譜具有(yǒu)一定寬度，這種光即部分相幹光。産生(shēng)部分相幹光主要有(yǒu)三種方法：
（1）降低(dī)激光的相幹性來(lái)獲得(de)部分相幹光。用動态散射體(tǐ)降低(dī)激光的相幹性，通(tōng)過控制(zhì)散射體(tǐ)的性質來(lái)控制(zhì)散射體(tǐ)後光束的相幹性。（2）利用Van-Citter-Zernike定理(lǐ)使擴展光源發出的非相幹光成為(wèi)部分相幹光。（3）将一些(xiē)互不相幹的激光本征模疊加來(lái)産生(shēng)部分相幹光束。
系統描述
本例介紹了如何上(shàng)述第二種方法來(lái)實現部分相幹光的建模。如圖1所示，整體(tǐ)結構是一個(gè)科勒照明(míng)系統。一個(gè)聚光元件将非相幹光源傳遞到轉像透鏡的入瞳處。非相幹光源照亮物體(tǐ)掩膜面，并在最後的像面上(shàng)得(de)到适當放大(dà)的像。為(wèi)了對光束合理(lǐ)采樣，光源放在物體(tǐ)掩膜的共轭面處，以便光源具有(yǒu)一定的尺寸，而不是理(lǐ)想點光源。對于具有(yǒu)一定尺寸的光源，它所成的像就是部分相幹的。當光源大(dà)到可(kě)以填滿轉像透鏡入瞳時(shí)，其所成的像就将是非相幹的。
圖1.部分相幹光建模示意圖
部分相幹光的建模過程為(wèi)：将光源看作(zuò)無數(shù)的點光源，每個(gè)點光源通(tōng)過系統成像，并在成像面上(shàng)進行(xíng)非相幹疊加。因為(wèi)點光源發出的光線要通(tōng)過整個(gè)系統，所以點光源的數(shù)目一定要盡量小(xiǎo)。一個(gè)完整的相幹系統隻需要一個(gè)點光源，而部分相幹系統可(kě)能需要10個(gè)，而非相幹系統差不多(duō)要求50個(gè)。
模拟結果
圖1.object mask的初始分布
圖2.完全相幹時(shí)點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像
圖3.完全相幹時(shí)object mask所成的像
圖4.部分相幹時(shí)點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像
圖5.部分相幹時(shí)object mask所成的像
圖6.完全不相幹時(shí)點光源在轉像透鏡入瞳處所成的像
圖7.完全不相幹時(shí)object mask所成的像
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