4qq+7B 一個(gè)理想的單色點(diǎn)
光源發(fā)射的光是完全相干光。但實(shí)際物理光源不是點(diǎn)源,總是具有一定的空間尺度并包含眾多輻射單元,其發(fā)出的光也非嚴(yán)格的單色光,其
光譜具有一定寬度,這種光即部分相干光。產(chǎn)生部分相干光主要有三種方法:
\sB
a (1)降低
激光的相干性來獲得部分相干光。用動(dòng)態(tài)散射體降低激光的相干性,通過控制散射體的性質(zhì)來控制散射體后
光束的相干性。(2)利用Van-Citter-Zernike定理使擴(kuò)展光源發(fā)出的非相干光成為部分相干光。(3)將一些互不相干的激光本征模疊加來產(chǎn)生部分相干光束。
KKm&~^c +Bk d 系統(tǒng)描述 _[|~(lDJl #$p&J1 本例介紹了如何上述第二種方法來實(shí)現(xiàn)部分相干光的建模。如圖1所示,整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)科勒
照明系統(tǒng)。一個(gè)聚光元件將非相干光源傳遞到轉(zhuǎn)像
透鏡的入瞳處。非相干光源照亮物體掩膜面,并在最后的像面上得到適當(dāng)放大的像。為了對(duì)光束合理采樣,光源放在物體掩膜的共軛面處,以便光源具有一定的尺寸,而不是理想點(diǎn)光源。對(duì)于具有一定尺寸的光源,它所成的像就是部分相干的。當(dāng)光源大到可以填滿轉(zhuǎn)像透鏡入瞳時(shí),其所成的像就將是非相干的。
7\*_/[B 圖1.部分相干光建模示意圖 vto^[a6?
SaKaN#C 部分相干光的建模過程為:將光源看作無數(shù)的點(diǎn)光源,每個(gè)點(diǎn)光源通過系統(tǒng)
成像,并在成像面上進(jìn)行非相干疊加。因?yàn)辄c(diǎn)光源發(fā)出的
光線要通過整個(gè)系統(tǒng),所以點(diǎn)光源的數(shù)目一定要盡量小。一個(gè)完整的相干系統(tǒng)只需要一個(gè)點(diǎn)光源,而部分相干系統(tǒng)可能需要10個(gè),而非相干系統(tǒng)差不多要求50個(gè)。
C?6wIdp (`+%K_ 模擬結(jié)果 b4`t, D 圖.1 object mask的初始分布
8[ 圖.2 完全相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像
圖.3 完全相干時(shí)object mask所成的像
圖.4 部分相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像
圖.5 部分相干時(shí)object mask所成的像
圖.6 完全不相干時(shí)點(diǎn)光源在轉(zhuǎn)像透鏡入瞳處所成的像
圖.7 完全不相干時(shí)object mask所成的像