[技術(shù)]FRED應(yīng)用：波片模擬 [復(fù)制鏈接]

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簡(jiǎn)介 %\PnsnJ9Q  
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FRED具備通過光學(xué)系統(tǒng)模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機(jī)偏振、圓偏振或線偏振。過濾或控制偏振的光學(xué)元件，如雙折射波片和偏振片，可以準(zhǔn)確的模擬。FRED偏振模型中一些簡(jiǎn)單例子包括吸收二向色性和線柵偏振片，方解石半波片，和馬耳他十字現(xiàn)象。這些特性的每一個(gè)都可以應(yīng)用到更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)中，如液晶顯示（LCDs）、干涉儀和偏光顯微鏡。 0/P!rH9  
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波片模型 *A}QBZ  
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波片是由尋常光和非尋常光具有不同折射率值的材料制成。取向合適時(shí)，波片可以改變光線的一個(gè)偏振分量（相對(duì)于另一個(gè)），從而改變它的偏振態(tài)。四分之一波片使線偏振變成圓偏振，反之亦然。半波片使x偏振光變成y偏振光，或者右旋偏振光變成左旋偏振光。 <e"O`*ZJ  
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從FRED系統(tǒng)的X偏振片示例開始，波片元件添加到了x偏振片后面（圖1）。模擬一個(gè)波片有兩種方法。最簡(jiǎn)單的方法是指定一個(gè)1/2波片涂層到一個(gè)表面上。在FRED文件的Coatings分類下，用戶可以右鍵點(diǎn)擊Create a New Coating….在下拉菜單中，可以選擇“Polarizer/Waveplate Coating (Jones matrix)”。對(duì)于這個(gè)例子，涂層類型選擇“1/2 wave +45 Fast Axis”。這樣可以保證波片的晶軸相對(duì)于x偏振的入射光旋轉(zhuǎn)45度。 :Z(?Ct&8  
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模擬波片的一個(gè)更加精確的方法是指定一個(gè)自定義雙折射材料到一個(gè)桿狀元件中。在FRED文件的Material分類中，用戶可以右鍵點(diǎn)擊并選擇Create a New Material….在下拉菜單中，可以選擇“Sampled Birefringent and/or Optically Active Material”。對(duì)于這個(gè)例子，晶軸偏轉(zhuǎn)+45°（0.707,0.707,0），然后定義下面的材料特性（基于方解石晶體）：波長=0.59um，no=1.658，ne=1.486，ko=0，ke=0。 '8`{u[
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作為1/2波片，一定要選擇桿的長度，這樣尋常和非尋常偏振分量可以通過1/2λ的凈值分隔開來。 b9%}<w  
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其中L=桿長，λ是以系統(tǒng)單位表示的光波長，K是一個(gè)整數(shù)，no和ne是雙折射率的尋常和非尋常分量。通過這個(gè)塊狀雙折射材料的光線追跡會(huì)將每個(gè)光線分成尋常和非尋常分量。作為分析結(jié)果，偏振點(diǎn)圖（Polarization Spot Diagram）將會(huì)顯示每個(gè)單獨(dú)的分量（圖2）。 /!ZeMY:x  
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為了保證光線確實(shí)是y偏振的，在探測(cè)器表面顯示了相干矢量波場(chǎng)（Coherent Vector Wave Field）。選擇右鍵菜單“Show X Component of Field”，然后再次點(diǎn)擊右鍵，選擇“Show Statistics”，可以觀察到x偏振分量上能量的積分。比較X分量和Y分量，可以證實(shí)幾乎所有的入射能量都在y偏振分量上。 Y W_E,A>h  
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波片的厚度決定了到達(dá)探測(cè)器x和y偏振光的比值。為了說明這一點(diǎn)，使用3°楔形方解石替代桿狀波片。相干場(chǎng)的x和y分量如圖3所示。 "6rZn_H/|