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[技术]偏振分析器 [复制链接]

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科学家

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2022-06-22

摘要

线栅偏振器，可以使透射光产生线性偏振状态，是众多应用中常见的一种光学元件。由于它们的结构在亚波长范围内，因此必须对光的传播进行严格的处理。VirtualLab的偏振分析器及其内置的RCWA能够详细分析和优化，不仅是偏振器，还有抗反射结构和其他类型的光栅。它提供了与偏振有关的反射和/或透射衍射阶数的信息，同时还可以分析效率与波长和/或入射角的关系。

任务描述

本文件的主题是使用偏振分析器研究光栅的衍射阶数的偏振状态。

光栅式光学装置中的偏振分析器

编辑偏振分析器

-该分析器计算了所定义结构的每个衍射阶数的两个正交偏振状态的效率之和（无论是透射还是反射）。
-为此，在相应系统的光栅组件中配置的光栅被使用。
-效率之和可以从所有（传播）阶数中计算，也可以从用户定义的阶数范围中计算。

编辑偏振分析器

-入射光束的偏振状态可以根据以下坐标系来定义。
a. 光栅的坐标系
b.光源的坐标系
c.P-S坐标系
d.TE-TM坐标系

偏振方向

a．光栅坐标系

琼斯矢量分别描述了沿光栅组件的X轴和Y轴的电场。

b．光源坐标系

琼斯矢量分别描述了沿光源X轴和Y轴的电场。

非锥形入射的偏振方向

c．p-s坐标系

d．TE-TE坐标系

入射平面由光栅表面的法向量和入射光线的方向向量定义（在非锥形情况下，光栅向量也在这个平面内）。p-极化状态与入射平面平行，而s-极化状态与之垂直。对于TE/TM极化，这也相应有效（TM：平行，TE：垂直）。

锥形入射的偏振方向

c．p-s坐标系

d．TE-TM坐标系

在锥形情况下，光的入射方向不再是由表面法线和光栅矢量定义的平面内。同样，入射光线的偏振状态是根据入射方向和光栅表面的法线矢量形成的入射平面来定义的。

输出数据的规格

除了两个正交偏振方向的效率外，该分析仪还提供其他评价函数，如偏振对比度和平均效率。
-Ex方向的Ix效率：Ex偏振的整体反射/传输效率。
-Ey方向的Iy效率：Ey偏振的整体反射/传输效率。
-偏振对比度：P=Ix/Iy。
-平均效率：A=(Ix+Iy)/2。

内置的参数运行功能

-分析器提供了一个内置的Parameter Run功能，用于分析指定范围内的波长和/或入射角的目标函数。
-此外，一些Advanced Outputs也是可用的，例如，在定义的波长或角度范围内说明所选优点函数的变化的图示。
-通过激活相应的复选框（同样，对于最小、最大和均匀性误差），将产生相应的附加输出。

内置的参数运行功能

入射角定义的注意事项：
如果您在光学设置中创建一个新的偏振分析器，偏振分析器中的角度定义类型将根据该光学设置中光栅组件的方向定义类型来设置，即：
-对于球面角，Theta、Phi和Zeta角可以被改变。
-对于方向角，Zeta角可以改变。
-对于笛卡尔角，可以改变Alpha、Beta和Zeta的角度。
-对于欧拉角，可以改变Psi、Theta和Phi的角度。

例子

结果

参数扫描得出的图表（效率与波长）：

所选产出的结果：

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