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LightTools中膜層的仿真

 yxhello 2024-11-12
鍍膜作為光學(xué)設(shè)計中的工藝,,發(fā)揮著越來越重要的作用,。譬如,對于改變光路結(jié)構(gòu)也消除不了的雜散光,,一種方式是可以通過鍍增透膜(Anti-Reflection  AR膜)來盡可能消除雜散光路徑(見過一些公司直接每個面都鍍膜,,這樣做會造成成本的上升,可行的方式是先做雜散光路徑分析,,找到產(chǎn)生雜散光路徑的光學(xué)面,,然后對其鍍膜);再例如當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)中僅需要某個波段的光,,這時就需要通過鍍膜來濾除不需要的波段了,。為了得到盡可能準(zhǔn)確的仿真結(jié)果,需要在LightTools中對膜層進(jìn)行建模仿真,。
LightTools中提供了兩種方式建立膜層,。一種是知道膜層中每一層膜的厚度及材料,通過仿真來計算膜層的性能,;另一種是基于測試數(shù)據(jù)的膜層仿真即不知道膜層具體的參數(shù),,但是知道膜層對不同角度(波長、偏振態(tài))等參數(shù)光線產(chǎn)生的作用,。對于第一種方式來說,,膜層的具體參數(shù)一般都是屬于鍍膜公司的機(jī)密,不可能輕易得到,,故該種方式按下不表,。一般來說,鍍膜公司會給到我們其所鍍膜層的光學(xué)性能,,即膜層對不同角度(波長,、偏振態(tài))等參數(shù)光線產(chǎn)生的作用,重點(diǎn)闡述利用第二種方式建立用戶膜層的過程,。
首先,,打開LightTools,,點(diǎn)擊用戶膜層,點(diǎn)擊新建,,得到一個新的用戶自定義膜層,,見下圖。入射介質(zhì)的折射率表示的是所得的測試數(shù)據(jù)是在什么介質(zhì)中進(jìn)行測試的,;變量1指的是測試數(shù)據(jù)會隨著變量1的變動而變動,,變量2指的是測試數(shù)據(jù)會隨著變量2的變動而變動,如果只有一個自變量影響測試數(shù)據(jù),,我們可以把變量12的參數(shù)改為一致或者在測試數(shù)據(jù)中僅給出一個變量2的值即可,。

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接下來,可以根據(jù)鍍膜公司提供的測試數(shù)據(jù)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,。首先點(diǎn)擊依賴變量,,其中有兩種模式,一種是膜層僅產(chǎn)生反射和折射,,不存在吸收(R+T=1),,另一種是除了反射和折射,膜層還會產(chǎn)生吸收(R+T+A=1),,可以根據(jù)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇,。這里我們選擇R+T+A=1的模式。在測試數(shù)據(jù)的編輯中,,有平均,、偏振分量、相位的選項(xiàng)可供選擇,,這里的例子選擇平均,,如果后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)對偏振態(tài)、相位有要求就需要選擇相應(yīng)的選項(xiàng)進(jìn)行編輯,。

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點(diǎn)擊選項(xiàng)編輯透射率,,會出來數(shù)據(jù)編輯的界面,對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,,按照測試數(shù)據(jù)輸入即可,。

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這里直接給出一個對可見光帶通的理想濾波膜層。

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接下來做個小的demo仿真,,觀察該膜層是否對波長進(jìn)行了濾波,。將接收器接收的光線波長設(shè)定為370-800nm不接收,可以發(fā)現(xiàn)接收器上接受的能量為0,,表明接收器接收到的光線波長均在370-800nm之間,,其他波段的光譜被過濾了。

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