Математические модели источников когерентного излучения

Следует иметь в виду, что использование модели когерентного источника, является допущением. Не существует таких источников, которые без оговорок (допущений) можно было бы отнести к типу когерентных.

Классическое описание когерентного оптического сигнала задаётся в терминах, характеризующих электромагнитное излучение, а именно, вектором электрического поля или вектором магнитной индукции . Чаще используют описание вектором электрического поля, который представляется проекциями:

. (1)

Фаза колебаний в различных плоскостях характеризует вид поляризации электромагнитного поля. Если свойства поляризации важны для функционирования ОЭП, то используют матрицы Джонса. Если свойства поляризации излучения не важны, т.е. в ОЭП не используются эти свойства, используют одну из проекций

, (2)

где комплексная амплитуда электромагнитной (ЭМ) волны.

Описание в виде дает модельное описание, которое используется в рамках скалярной теории дифракции. Обычно используют два типа тестовых сигналов для когерентных источников:

· модель плоской волны;

· модель сферической волны.

Модель источника плоской волны

В этом случае ЭМ волна описывается функцией вида

, (3)

где нормаль к поверхности волнового фронта;

радиус-вектор, проведённый в некоторую точку P волнового фронта.

Модель источника сферической волны

В этом случае ЭМ волна описывается функцией вида

. (4)

Переменными проектирования для данного структурного элемента схемы ОЭП как объекта проектирования являются:

· амплитуда волны , [В/м];

· длина волны излучения , [мкм].

Модельное описание источника излучения как когерентного в наибольшей степени адекватно такому реальному излучателю как газовый лазер. Длина когерентности газового лазера достигает сотен миллиметров.

Наибольшие погрешности такого модельного описания присущи полупроводниковому лазеру, длина когерентности которого не превышает десятков миллиметров. Для него правильнее было бы использовать модель частично когерентного излучателя.

Дата добавления: 2014-01-06