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コヒーレント長シミュレーションの代替手法

  • 15 November 2023
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OpticStudio では、下図のように光源にコヒーレンス長を割り当てるオプションが用意されています。これは、各光線の波長をランダムに変化させるように働きます。

この投稿では、コヒーレンス長をシミュレートするための別の方法を紹介します。

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Best answer by Takashi Matsumoto 15 November 2023, 05:53

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この方法では、異なる波長の光が干渉しないことを前提としています。言い換えれば、多波長源の干渉縞は、各波長自体の干渉縞のインコヒーレントな和となります。

実際、波長の異なる光が干渉する可能性はあります。ただし、干渉パターンは非常に短い時間周期で変化するため、センサーが反応するまでの時間の間に平均化されて消え、干渉パターンを検出できません。以下の図はこの現象についての説明です。

各波長の干渉パターンを計算し、それらをインコヒーレントに合計するのは、手動で行う必要があります。このポストでは、簡単な事例の解説とZOS-APIコードを提供しています。

どのように動作するかを見るには、添付のZARファイルを開き、インタラクティブ拡張モードをオンにし、添付のMATLABコードを実行するだけです。

ZARファイルのシステムは以下の通りです。これはマイケルソン干渉計です。

この方法では、コヒーレンス長の設定は使いません。機能をオフにするためには以下の値をゼロに設定してください。

インタラクティブ拡張モードのプログラムは、以下のボタンをクリックして使用することができます。

このサンプルコードを自分のシステムで使う場合は、少なくとも以下の6つの変数をチェックし、変更してください。

 

1. detnum は干渉パターンを観測したい検出器矩形のオブジェクト番号です。

2. wavenum は、光源パラメータに使用した波長番号です。”0”のままではなく、正確に指定することをお勧めします。

3. n_smoothはディテクタービューアーのスムージングパラメーターと同じ働きをします。

4. wave_FWHMは、光源スペクトルのガウス分布の半値全幅です。

5. wave_centerは、光源スペクトルのガウス分布の中心です。

6. spect_samp は、スペクトルのサンプリングに使用するサンプリングポイントです。多ければ多いほど正確ですが、光線追跡量が多くなるので計算時間は長くなります。

以下が結果の例です。

 

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