VirtualLab Unity应用：平板型中性分光镜
摘要 Kp ,M"Y
许多光学仪器需要将光束分成两个方向传播的透射光和反射光，此类分光装置通常采用中性分光镜。中性分光镜常见的结构有两种，其中平板型结构因其构造简单、性能稳定，广泛应用于光学实验和工业系统中。 `kJ^zw+
本案例中，通过分别设计分光膜与减反射膜，并将其分别镀制在平板基板的两侧，成功实现了一种在可见光波段、45° 入射条件下具有 50:50 分束比的平板型中性分光镜。 s]JF 0584
应用场景 uF3qD|I\
设计一个平板分光镜，包含一个分光膜和一个减反射膜。使其在可见光范围内、45° 入射条件下实现 50:50 的分光比。平均透射率或平均反射率的偏差不得超过 ±8%，即应控制在 42%–58% 范围内。 5kz)5,KjM
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设计结果 e [#j.|m
设计结果如图所示，在可见光范围内、45° 入射条件下的平均反射率为 51.1%，其最大值与最小值的偏差均在 ±8% 以内，满足设计要求。 KkE9KwZ]W
设计流程 ' >rw(3
该分光膜的初始结构是四分之一波长膜堆。 KFwzy U"
关于公式工具的更多信息: Tutorial 02: Formula Tool d:U9pC$
目标: 在 400–700 nm 波段内入射角0°时反射率达到50% w&KK3*=""
使用公式工具构建了上述膜系作为基础结构，右图展示了其在可见光波范围内0°入射时的光谱。可以看出此时在的透射率不达标 `WH"%V:"Q
关于优化的更多信息: Tutorial 01: Optimization Workflow A, LuD.8
优化后的膜系在 0° 入射下已满足设计指标，但在 45° 入射时（黄色虚线），最大反射率超出设计要求 8%，因此后续仍需进行角度匹配调整。 :B:"NyPA
角度匹配后的分光膜已经满足了设计指标。 heK7pH7;d
关于角度匹配的更多信息: Tutorial 03: Match Angle
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之前分光膜的设计基于理想情况，未考虑实际镀制在平板上所引入的额外反射。因此，需要在平板背面增加减反射膜以降低反射率。本设计中使用了已优化的可见光减反射膜。然而，由于该减反射膜是针对 0° 入射角优化的，在 45° 入射条件下（黄色虚线）减反效果较差，因此后续仍需进行角度匹配优化。 M%0C_=zg
角度匹配后的减反射膜光谱如上图所示。 ~7zGI\= P@
关于角度匹配的更多信息: Tutorial 03: Match Angle =HlQ36;*
如上图所示，通过将分光膜和减反射膜分别镀制在玻璃基板的两侧，构成了一个平板型分光镜。 ]h5Yg/sms
平板分光镜的光谱如上图所示。与未镀减反射膜的情况（蓝色虚线）相比，添加减反射膜后透射率有所提升（绿色曲线）。黄色曲线表示理想条件下的光谱表现。 CtS l
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