模擬同調長度(Coherence Length)的另一種方式

  • 29 October 2021
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在OpticStudio中,我們有下面的同調長度模擬功能。這個功能的基本原理是依據相應頻譜,亂數擾動每一條光線的波長來達到考慮頻譜的目的。

但在這篇文章說,我們要要紹另一種方法。這個方法假設不同波長的光線無法互相干涉。由於光波的頻率非常高,高過幾乎所有sensor能偵測的極限,這個假設基本上可以說是正確的。基於這個假設,我們可以得到一個結論,就是對於一個有多波長的光源,其干涉結果的計算其實就單純是每個波長各自把干涉圖案算出來後,直接把照度用對應權重相加。

下面有對於不同波長為什麼不同互相干涉,用比較數學的形式去解釋。

 

目前沒有工具可以分別計算個別波長的干涉圖形並相加,因此我們要利用MATLAB透過ZOS-API來自動化這一過程。各位可以打開附件的麥克森干涉儀的檔案如下。

注意光源的Coherence Length是設為0,這邊我們不使用內建功能,設為0代表關閉。

首先在允許OpticStudio被連結

下面螢光筆圈起來的地方需要使用者自己設定。

  1. detnum代表你要觀察繞射圖形的Detector Rectangle的物件編號。
  2. wavenum是光源的參數Wavenumber,建議是明確指定對應的波長編號,而不要用預設0。

     

  3. n_smooth的使用方式跟Detector Viewer中的同名參數一樣。

     

  4. wave_FWHM是高斯分布的半高全寬,我們這裡假設光源頻譜是高斯分布。一般來說這對於LED或LD都是大致正確的。
  5. wave_center是高斯分布的中心波長。注意因為高斯分布其實是在頻率空間,所以在波長空間中劃出來看起來會像是有點歪的樣子。

  6. spect_samp是你想要取樣頻譜的點數量。取越多越準確,但是越慢。

以下是模擬結果。

 

Enjoy!


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