分光鏡(Beam splitter)可被運(yùn)用在許多不同的場(chǎng)合。一般而言，入射光抵達(dá)二向分色分光鏡(dichroic beam splitter)時(shí)，會(huì)根據(jù)
波長(zhǎng)的差異產(chǎn)生穿透或反射的現(xiàn)象。這篇文章將說(shuō)明如何在OpticStudio的非序列模式(non-sequential mode)中建立二向分色分光鏡，以及如何根據(jù)需求自訂鍍膜結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生分光表面。
51Vqbtj^ U~USwUzgY 簡(jiǎn)介
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YxN^VqU w!'y,yb% 作為一個(gè)常見(jiàn)的
光學(xué)元件，分光鏡(beam splitter)可將入射光分為折射和反射
光線路徑。依據(jù)元件的型態(tài)，我們可以將分光鏡分為以下三個(gè)類別:
t<o7 S:a" · 立方體分光鏡(Cube beam splitters)
+P8CC fPu · 平板分光鏡(Plate beam splitters)
] E:NmBN< ·
薄膜分光鏡(Pellicle beam splitters)
m'QG{f 在OpticStudio中，分光鏡根據(jù)入射角、偏振態(tài)波長(zhǎng)等特性將入射光分為兩條不同的路徑。
.>z1BP:( 在這篇文章中，我們將示范如何在非序列模式中完成二向分色分光鏡的建立和模擬。
2vh }:A_ 4EmdQn 二向分色分光鏡
lX.-qCV"B M\-[C!h, 二向分色分光鏡利用特殊的鍍膜表面，使入射光分為如下圖的兩道光路。在這篇文章中，我們將假設(shè)你已熟悉基本的鍍膜操作。假如還不是很熟悉的讀者，建議在進(jìn)行后續(xù)步驟前可以先參考這篇文章Ansys Zemax | 如何模擬部分反射和散射的表面
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Yxbg _RQm 在市面上眾多的分光鏡選擇中，本范例會(huì)以一款可在CVI Laser, LLC購(gòu)得的款式為原型。此分光鏡為短波通(SWP)的類型，這種類型的分光鏡在入射光波長(zhǎng)較短時(shí)具有高穿透率(即低反射率)。反之，當(dāng)入射光為長(zhǎng)波長(zhǎng)時(shí)，則穿透率較低(高反射率)。下圖為典型的SWP二向分色鍍膜的穿透率曲線。
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更多關(guān)于CVI雷射二向分色分光鏡的信息可以參考這個(gè)網(wǎng)站CVI – Home Redirect (cvilaseroptics.com)。
Y[]I!Bc 在下圖中，我們可以依照能量的穿透率將二向分色鍍膜的特性曲線分為三個(gè)部分。1) Pass band，此波長(zhǎng)范圍內(nèi)的入射光具有高穿透率和低反射率 2) Stop band，此波長(zhǎng)范圍內(nèi)的入射光具有低穿透率和高反射率 3) Transition region，波長(zhǎng)范圍介于前兩個(gè)區(qū)域之間。
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zj h:jrv~ 為了簡(jiǎn)化模擬，我們將利用CVI提供的信息建立理想的SWP二向分色分光鏡。以下五點(diǎn)為建立該模型的原則:
m#8(l{3| · 不需要知道完整的鍍膜分類數(shù)據(jù)報(bào)告(prescription data)
)z\# · 二向分色鍍膜不受入射光偏振態(tài)的影響
o$eCd{HuX · Pass Band的穿透率為100%
.{\ eco · Stop Band的反射率為100%
1ANF hl(l · 我們不會(huì)對(duì)過(guò)渡區(qū)(穿透率由高到低的區(qū)域)進(jìn)行模擬
wU>Fz* OpticStudio可以模擬極為接近實(shí)際鍍膜的狀況，因此我們不一定需要輸入理想的條件才能完成模擬，這些假設(shè)只是用來(lái)幫助我們更輕易的完成本范例。
>}\s-/ 本范例中的SWP二向分色分光鏡具有以下特性:
e5 L_<V^Jo · 材質(zhì): N-BK7
'(rD8 pc · Clear Aperture: 1”
tsL
; wT_ · 厚度: 0.25”
?&-1(& · 二向分色鍍膜位于分光鏡(Object 2)的前表面(front surface)
5!fOc]]O w · Pass wavelength (在System Explorer中設(shè)定): 0.400 um
?&;_> 0P · Stop wavelength: 0.525 um
C#nT@;VO5 · 分光鏡的側(cè)表面和后表面以反射率1%(穿透率99%)的抗反射(AR)材質(zhì)進(jìn)行鍍膜
}o A>0Nw$K {0w2K82 初始設(shè)定
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