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Zemax非序列中分光镜的设计方法

大摇大摆的DuangDuang嘟 2023-12-31 原文

 

分光镜有各种类型,在使用时,主要的因素包括 入射角偏振态波长,实现将入射光分为反射光和透射光。在非序列中的实现,主要通过设计分光板的膜层参数来实现分光作用,当然,与此类似的还可以设计结构和膜层实现滤波器件的作用。

对于分光膜,主要是通过通带、截止带和过渡带三个部分进行描述它的特性。

下面主要是通过几个简单参数的设计,来实现一个理想的简单结构,当然,可以在此基础上引申到较为复杂分光膜的设计。


设计一个SWP分光棱镜,基本参数如下:

基底:N-BK7

通光孔径:10

厚度:5

基底前表面为分光膜层

通过波长:0.4um

截止波长:0.525um


 初始结构为一个分光棱镜系统的基础结构:包括一个椭圆光、一个标准透镜(作为分光棱镜)和两个矩形探测器。

结构参数如下:

 三维布局图:(此时还没有加膜层和不同光线)

修改光线追迹的能量要求,此时为原始能量的1%才进行追迹:

 设置多个波长数据:(因为分光主要是对于不同波长进行分光)

 接下来就设计膜层:(用记事本写入参数,然后保存为.DAT文件,移动到\Zemax\Coatings文件目录下即可)

 表面膜层的语法规则:

 

 其余的是相位旋转角。

 根据语法结构设计此处SWP的结构参数如下:

TABLE SWP
ANGL 45
WAVE 0.400 0.0 0.0 1.0 1.0
WAVE 0.525 1.0 1.0 0.0 0.0
COAT I.99

最后一行是理想的AR膜,其中反射率为1%,透射率为99%的AR膜层。保存文件.DAT文件到指定目录。打开在系统——基本参数中选定我们的参数文件:

 然后设计标准透镜各个面的参数选项:

 

 然后打开三维显示图,设计波长颜色显示:

 

 最后我们进行光线追迹,查看探测器的能量比重:

 

基本上都各自占了一半。 

 ================下面来看一下膜层在不同波长下的透射率和不同角度透射率曲线,可以分析膜层性能,直观的表示:

 

 

 由于此处设计的膜层参数比较简单,拟合曲线并不是很好,通过选定系统内置的膜层,或者自己按要求写一个,通过相同的方式,进行膜层的性能分析并加以利用。

零零散散,产不多就这么多了,分光镜可能在很多地方还有比较有用的!

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