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介紹
寬光譜光源對(duì)許多光學(xué)系統(tǒng)都很重要，應(yīng)用范圍包括白光照明、分光計(jì)等。FRED中的顏色圖像分析，是通過(guò)計(jì)算每個(gè)像素的色度坐標(biāo)并在表面上顯示生成的RGB值來(lái)生成顏色分布。此外，F(xiàn)RED還可以顯示彩色色度圖，并在用戶移動(dòng)光標(biāo)時(shí)指示每個(gè)像素的色度坐標(biāo)。在本案例中，將觀察兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的彩色圖像。第一個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)分色的“冷光鏡”，將白光分為兩個(gè)波長(zhǎng)段。第二個(gè)系統(tǒng)利用線偏振器和波片來(lái)顯示雙折射材料的波長(zhǎng)依賴性。
案例
FRED中可以指定幾種膜層類(lèi)型，例如采樣膜層，薄膜膜系，四分之一波長(zhǎng)單層膜層，一般采樣膜層（入射角，波長(zhǎng)和偏振相關(guān)），偏振片/波片膜層（瓊斯矩陣） 和腳本膜層。 在此案例中，使用Thin Film Layered Coating類(lèi)型（圖1）創(chuàng)建冷鏡。
圖1.指定冷光鏡的膜層
在平面平行板的一個(gè)表面上涂上Cold Mirror膜層。用一個(gè)白光源照亮該板，該光源在400-700 nm內(nèi)平均加權(quán)采樣。光源位于拋物面鏡焦點(diǎn)的小體積內(nèi)。反射鏡反射的光是準(zhǔn)直的，并傳輸?shù)嚼涔忡R，冷光鏡相對(duì)于光束旋轉(zhuǎn)50°。放置兩個(gè)吸收面，收集冷光鏡反射和透射的光。
圖2.冷光鏡照明布局（左側(cè)）。反射和透射的彩色圖像（右）
圖3.冷光鏡反射和透射光的光譜分析。請(qǐng)注意，由于膜層是0度入射，0.55um為中心波長(zhǎng)，所以在這個(gè)較大的入射角處反射較短的中心波長(zhǎng)。
圖4.準(zhǔn)直白光束（左），透射光束（中）和反射光束（右）的彩色圖像
圖5.圖中十字線表示的光束反射（左）和透射（右）分量的平均色度坐標(biāo)。通過(guò)將分析面減少到一個(gè)像素并評(píng)估其彩色圖像來(lái)確定該值。
波片和線偏振片
在該系統(tǒng)中，相干的水平偏振白光由透鏡聚焦。波片放置在焦點(diǎn)之外，然后是垂直線偏振片（圖6）。準(zhǔn)直的水平偏振光不通過(guò)偏振片，然而，水平偏振光線的擴(kuò)展光束在每個(gè)角落處具有一些通過(guò)的垂直偏振分量。圖7顯示了沒(méi)有波片系統(tǒng)的輻照度。
圖6. 通過(guò)波片和線偏振片的光線追跡
圖7.忽略波片時(shí)垂直偏振片以外的輻照度分布。擴(kuò)展光束中光線的垂直偏振分量通過(guò)。
接下來(lái)，添加波片（0.00304 mm厚的由雙折射方解石制成）。方解石材料是使用FRED的Sampled Birefringent and/or Optically Active Material材料類(lèi)型創(chuàng)建的。方解石的規(guī)格如圖8所示。
圖8.指定方解石的折射率
波片為通過(guò)的光的每個(gè)偏振分量提供一個(gè)差分相移。這種相移的波長(zhǎng)依賴性意味著光束的每個(gè)顏色分量都會(huì)得到一個(gè)稍微不同的偏振調(diào)整。垂直偏振片再次濾除光的所有水平偏振分量。對(duì)于波片，偏振片以外的輻照度顯示出消光交叉圖案的減少。關(guān)于光分布的一個(gè)更有趣的觀點(diǎn)是它的彩色圖像，它顯示了一種彩虹色的分布。
圖 9.光通過(guò)雙折射波片和垂直線偏振片后的輻照度分布（左）和彩色圖像（右）。
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