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zemax光學(xué)軟件是如何計算偏振器的消光比

在本節使用的示例文件中我們可以看到，第二塊晶體的非尋常折射率使光線(xiàn)在晶體與晶體的交界面發(fā)生了偏折。在塊晶體中，光軸方向與局部Z軸一致，因此不同偏振態(tài)光線(xiàn)的折射率相同。需要注意的是，在雙折射介質(zhì)中S偏振所在的平面與晶軸垂直，P偏振所在平面與晶軸平行。因此當光線(xiàn)沿晶軸方向入射時(shí)，兩偏振態(tài)的光無(wú)法區分。在第二塊晶體中，晶軸方向與局部X軸重合，S偏振態(tài)仍然與晶軸方向垂直，P偏振態(tài)與晶軸平行。此時(shí)兩種偏振態(tài)的光可以被區分開(kāi)來(lái)，因此Y方向上的偏振光在晶體與晶體的交界面上會(huì )產(chǎn)生偏折。

在本例中，結構1和3（均追跡晶體2中的尋常光線(xiàn)）的光線(xiàn)不發(fā)生偏折，而結構2和4的光線(xiàn)發(fā)生雙折射偏折。

假設我們需要計算偏振光的消光比。如果通過(guò)實(shí)驗的方法進(jìn)行測量，我們需要使用Y方向偏振的光入射偏振器并測量透過(guò)的光強，再計算X方向的偏振光透過(guò)的光強并計算兩者之比。實(shí)際上這也是OpticStudio計算消光比的方式。復雜的點(diǎn)在于透過(guò)的光強為兩個(gè)結構的相干疊加。因此我們需要先計算場(chǎng)振幅的疊加再計算光強。簡(jiǎn)便的方法是使用ZPL宏來(lái)完成這一計算過(guò)程。

以下是我們需要用到的宏語(yǔ)言關(guān)鍵詞（完整的語(yǔ)法請參考用戶(hù)手冊）

POLDEFINE Ex, Ey, PhaX, PhaY：用來(lái)定義光線(xiàn)的起始偏振態(tài)

POLTRACE Hx, Hy, Px, Py, wavelength, vec, surf：用來(lái)對特定的光線(xiàn)在特定的表面上執行偏振光線(xiàn)追跡，并將追跡結果保存在參數vec定義的數組中。數據保存格式如下所示：

2: E-Field X component, real

3: E-Field Y component, real

4: E-Field Z component, real

5: E-Field X component, imaginary

6: E-Field Y component, imaginary

7: E-Field Z component, imaginary

為了計算結構1和結構3中光線(xiàn)的總能量，我們使用以下宏程序進(jìn)行計算：

數據依照如下格式進(jìn)行打?。?/span>

宏程序的主函數部分如下所示：

使用這段宏追跡軸上光線(xiàn)的消光比時(shí)其結果為無(wú)窮大；當計算傾斜光線(xiàn)時(shí)其結果顯示少部分X方向的偏振光穿過(guò)了偏振器，因此存在一定的消光比數值：

使用偏振光瞳圖 (Polarization Pupil Map) 也可以計算場(chǎng)振幅并查看給定入射偏振態(tài)下的透過(guò)率，如下圖所示：

在實(shí)際使用情況中可能存在任意數量的雙折射晶體，因此有可能存在更多數量的多重結構。您可以在該功能的參數設置中以空格為間隔輸入任意數量的結構進(jìn)行分析。