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偏振-馬耳他十字現(xiàn)象

簡介
 

FRED具備通過光學(xué)系統(tǒng)模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機(jī)偏振、圓偏振或線偏振。過濾或控制偏振的光學(xué)元件，如雙折射波片和偏振片，可以準(zhǔn)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(xiàn)象。這些特性的每一個都可以應(yīng)用到更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)中，如液晶顯示（LCDs）、干涉儀和偏光顯微鏡。

 

馬耳他十字現(xiàn)象

 

馬耳他十字是正交放置的線偏振片之間的雙折射材料形成的干涉圖樣。這種現(xiàn)象可以對在自然界中發(fā)現(xiàn)的雙折射樣本進(jìn)行簡單的識別，如浮游生物、淀粉粒子和脂肪分子。當(dāng)局部y偏振光的擴(kuò)展光束通過兩個正交取向的線偏振片時，馬耳他十字也可以形成。圖1顯示了由FRED構(gòu)建的這樣一個系統(tǒng)，用來模擬正交線偏振片的輻照度。

 

圖1.馬耳他十字。左邊：系統(tǒng)橫截面。右邊：探測器上的輻照度圖樣。

 

邁克爾遜干涉儀

 

 

FRED可以實(shí)現(xiàn)物理光學(xué)現(xiàn)象的仿真，如衍射和干涉。有了這個特性，像高斯激光光束和干涉儀這樣的組件可以準(zhǔn)確的進(jìn)行模擬，并且并入光學(xué)系統(tǒng)中。

 

FRED模型
 

在FRED中可以使用相干光光源模擬干涉儀。在FRED例子庫文件中的Coherence文件夾能夠找到邁克爾遜干涉儀。它由相干平面波光源、分離輸入光束的分束器、平坦的參考反射鏡和測試反射鏡組成。對于這個例子，我們想要定義一個測試反射鏡，它包含一個由澤尼克函數(shù)模擬的表面缺陷。

 

為了增加一個缺陷，需要創(chuàng)建一個澤尼克啞面，且設(shè)置為不可追跡——不包含在光線追跡內(nèi)。然后，在測試鏡反射表面的Modifiers標(biāo)簽中，在“Apply another surface’s sag as a deformation to this surface”下選擇該虛擬表面。

 

相干光光源可以是單色或多色的，總而言之，最大可探測缺陷反比于光源的帶寬。

圖1.白光邁克爾遜干涉儀。“白光”（405-699nm）相干光光源被立體分光鏡分開。生成的彩色圖中可以看到白色條紋。測試鏡由澤尼克多項(xiàng)式函數(shù)修正，其中[6R4-6R2+1]系數(shù)為1，[(10R4-12R2+3)Rsin(A)]系數(shù)為0.5。