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部分相干光传播、测量与光学仿真

📚 共计 30 章节

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光的相干性基础

时间相干性与空间相干性的物理本质，相干时间与相干长度的定义，部分相干光的数学描述（互相干函数、复相干度）。

互相干函数复相干度

相干性的统计光学基础

随机过程与平稳性，光场的统计描述（一阶与二阶统计），高斯-谢尔模型光束的引入。

随机过程高斯-谢尔模型

范西特-泽尼克定理

定理的推导与物理意义，空间相干性的传播规律，在干涉测量中的应用。

空间相干性干涉测量

部分相干光的传输理论

广义惠更斯-菲涅尔原理，交叉谱密度函数的传输方程，ABCD光学系统的传输矩阵。

交叉谱密度ABCD矩阵

高斯-谢尔模型光束（GSM）

GSM光束的数学形式，束腰与相干长度的关系，GSM光束在自由空间中的演化。

GSM光束相干长度

部分相干光的干涉

部分相干光的杨氏双缝干涉，干涉条纹的可见度与相干度的关系，多光束干涉中的部分相干效应。

杨氏干涉可见度

部分相干光的衍射

部分相干光的夫琅禾费衍射，衍射光强分布与相干性的关系，部分相干光通过圆孔/矩孔的衍射。

夫琅禾费衍射圆孔衍射

部分相干光的偏振特性

部分相干与部分偏振的统一描述（相干偏振矩阵），偏振度与相干度的耦合，随机电磁光束。

相干偏振矩阵随机电磁光束

部分相干光的聚焦特性

部分相干光通过透镜的聚焦，焦场强度分布与相干参数的关系，焦深与焦移现象。

部分相干光在大气湍流中的传输

大气湍流对相干性的影响，闪烁指数与相干长度，部分相干光抑制湍流效应的机理。

大气湍流闪烁指数

部分相干光在生物组织中的传输

生物组织的光学特性，散射介质中的相干性退化，部分相干光在OCT中的应用。

生物组织OCT

部分相干光的产生与调控

空间光调制器产生部分相干光，旋转毛玻璃法，相干度可调的光源设计。

空间光调制器旋转毛玻璃

部分相干光的测量技术

杨氏干涉法测量相干度，非干涉法测量（如Hanbury Brown-Twiss实验），波前传感技术。

HBT实验波前传感

部分相干光与光刻技术

部分相干照明在光刻中的作用，分辨率与相干度的权衡，离轴照明与光学邻近效应校正。

光刻离轴照明

部分相干光在激光雷达中的应用

激光雷达中的相干探测与非相干探测，部分相干光源对测距精度的影响。

激光雷达相干探测

部分相干光在自由空间光通信中的应用

大气信道对相干性的影响，部分相干光降低误码率的机制，链路预算分析。

自由空间光通信误码率

部分相干光在成像系统中的应用

部分相干成像的传递函数，相干与非相干成像的对比，部分相干成像的分辨率提升。

成像系统传递函数

部分相干光在全息术中的应用

部分相干光全息记录，数字全息中的相干性要求，部分相干光全息显示。

全息术数字全息

部分相干光在光学相干断层扫描（OCT）中的应用

低相干干涉原理，时域与频域OCT，部分相干光源的选择。

OCT低相干干涉

部分相干光在光谱学中的应用

部分相干光傅里叶变换光谱学，相干度对光谱分辨率的影响。

傅里叶变换光谱光谱分辨率

部分相干光在光学捕获与操控中的应用

部分相干光的光镊，相干性对捕获力的影响，部分相干光操控微粒。

光镊光学操控

部分相干光在非线性光学中的应用

部分相干光的二次谐波产生，相干性对非线性过程效率的影响。

二次谐波非线性光学

部分相干光在表面等离激元中的应用

部分相干光激发表面等离激元，相干性对SPP传播的影响。

表面等离激元SPP

部分相干光在量子光学中的基础

部分相干光的量子描述，光子统计与相干性的关系，部分相干光与纠缠态。

量子光学纠缠态

部分相干光在超分辨成像中的应用

受激发射损耗显微镜（STED）中的部分相干效应，结构光照明显微镜（SIM）中的相干性要求。

部分相干光在光学计量中的应用

部分相干干涉测量，表面形貌测量中的相干性控制。

光学计量干涉测量

部分相干光在显示技术中的应用

激光显示中的散斑抑制，部分相干照明在投影显示中的应用。

散斑抑制投影显示

部分相干光在光纤光学中的应用

多模光纤中的部分相干传输，光纤传感器中的相干性效应。

多模光纤光纤传感器

部分相干光的数值模拟方法

分步傅里叶法模拟部分相干光传输，随机相位屏法，蒙特卡洛方法。

分步傅里叶随机相位屏

部分相干光的前沿与展望

非经典部分相干光，相干性调控的新机制，部分相干光在量子信息中的应用前景。

非经典光量子信息