FRED將高斯光分束運算法則運用于傳播相干光場通過系統(tǒng)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(xué)現(xiàn)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(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，我們來觀察一個衍射計的例子。
衍射計[1],[2]是演示部分相干性很有用的一個儀器。實驗結(jié)構(gòu)裝置可以用下圖表示。擴展非相干光源S0通過透鏡L0成像于S1。由S1出來的光線通過L1準直并通過透鏡L2聚焦于平面F上。包含兩孔徑P1和P2的非透明屏A置于透鏡L1和L2中間�？讖絇1和P2可以為任何形狀、尺寸和位置。
在FRED模型中，如上圖中紅色虛線所圈出部分用于收集點光源隨機發(fā)出的不同波長的光線，它的作用類似于小孔區(qū)域的S1。這種收集而來的光線類似于Born & Wolf提出的準單色光源。在平面F上，光源中的不同波長形成了干涉圖。通過設(shè)計，F(xiàn)RED演示了相同波長的相干性和不同波長之間的非相干。因此，在F面上的總照度圖形成了不同相干成分下的非相干的總和。
根據(jù)由P.H. van Cittert在 1934 和 F. Zernike 在 1938提出重要的部分相干理論的獨立發(fā)展，在S1 處的光源收集引起了在A處屏上兩點P1和P2之間的場產(chǎn)生了相關(guān)性。先驅(qū)的Cittert-Zernike法則確定了以下部分相干的關(guān)系式：
這里r是小孔S1的半徑，d是兩孔P1和P2的中心距離。R是透鏡L1的焦距，r1和r2是孔P1和P2離開光軸的距離，而Im是平均波長。
作為測試FRED的性能，我們已經(jīng)得出了和Thompson and Wolf通過計算在分開距離為d的小孔P1和P2，在平面F上的照度計算吻合的結(jié)果。相關(guān)的參數(shù)為f1=f2=1520mm;透鏡L1和L2分開14mm，小孔S1的直徑為90mm，孔徑P1,P2的直徑為1.4mm;平均波長為Im=0.579mm。以下圖中顯示了d=6,10和23mm時的照度圖和|u12|=0.593，.146和0.035.
[1] Born & Wolfe, Principle of Optics (6th Ed), Pergamon Press, Ch. 10, Sec. 4.3, p. 513
[2] B.J. Thompson & E. Wolf, J. Opt. Soc. Amer., 47 (1957), p.895. |
