「 OpticStudio中 體全像繞射光柵功能 」
關註此話題的使用者可能知道從 OpticStudio 21.2 版本(專業和旗艦永久或訂閱皆可)起,體全像在序列和非序列中都有了對應的生面型或者物體。
01 我可以用任何自訂的形狀制作全像圖嗎?
答:目前,基板的形狀支持 Standard (conic sphere) 標準(圓錐、球面),Toroidal (cyinder) 環形(圓柱體),Extended Polynomial (freeform) 擴充套件多項式(自由曲面),如果需要更多形狀的基板,除了向zemax產品團隊發送功能請求外,獲得它的最快方法是將自己的DLL編為 OpticStudio 的外掛程式。
以非序列為例,下圖展示了三種類似基板的設定形式:
另一方面,您也可以使用任何使用者自訂孔徑 (user defined aperture) 。例如,用廣可以定義任意妥邊形孔徑,並將其用作全像表面的孔徑形狀,從而間按達成任意形狀的全像面的目的。
02 假設和限制
答:Kogelnik的耦合波理論與其他理論相比具有優勢,可以準確預測體積相位光柵的零階和一階效率的響應。然而,當厚度較低或折射率調變 (modulation) 較大時,這種準確性可能會降低。因此,有必要討論Kogelnik理論的適用範圍,供使用者參考。
換句話說,n1/n << 1,這在大多數實際情況下是正確的。
一個參考用的經驗法則是,對於反射全像,n1/n之比不應大於0.16,對於透射全像,n1/n之比不應大於0.06。
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對於厚的全像,輸入光線的能量將只轉移到直接穿透的0階波或繞射的+1階波上。對於薄的全像,其他繞射階數的效率可能不為零,如-1 -2 +2 -3 +3 ...。這些額外階數不在耦合波理論的考慮中。
請註意,這些限制可以透過使用不同的演算法來消除。如果您的全像需要破除這些條件,請聯系Zemax技術支援部門了解更多訊息。
03 與其他類別的 Flat Optics 相比,全像圖的主要局限性是什麽?
答:與表面浮雕光柵 (SRG) 相比,我猜全像圖更受材料選擇的限制。雖然SRG也僅限於一些常見的材料,但是,SRG 可以是多層的。您可以組合多種材料,並實作所需的一些特殊效能。
04 在設定全像圖構造光時如何定義波前發散或收斂
答:如果兩個構造點對應的構造光束都是會聚或發散,則應選擇序列模式下的」全像面 1」,或者如果使用其他全像類別的面或物件時,將參數 Holo Type 設定為 1。
如果其中一束構造光是發散,而另一束為會聚,則應選擇序列模式下的"全像面2」,或者如果使用其他全像類別的面或物件時,將參數 Holo Type 設定為 2。
一個常見的疑問是,當Holo Type =1時,為什麽會聚或發散屬於同一面型,或者當 Holo Type =2時,為什麽我們不需要確切地指定哪個是發散的,哪個是會緊的。原因是基於建構系統的互易性,如果互換兩束光的狀態(會聚或發散),實際上構建的全像圖跟互換前是一致的。
05 這與計算全像圖的過程相同嗎?
答:盡管計算全像圖 (CGH) 名稱中有一個」全像圖",但它實際上不是由我們的模型假設的兩個光束幹涉制造的。但是,對於位相型 CGH 來說,您可以簡單地采用位相表面來模擬 CGH,例如 Binary 2 或 Zernike 標準相位面。這兩種表面普遍地用於如 CCH 等套用的位相板設計。
06 繞射效率是否考慮了每束繞射光束的功率分布?
答:繞射效率核心僅考慮平面波作為輸入和輸出。如果您有個具有有限尺寸的光束,具有有限發散角,並且您想在這種情況下準確地模擬行射效率。此時建議建立一個光源模型,該模型具有角空間中對應的發散角和功率分布。利用該光源所計算出的繞射效率就考慮了原始的光束功率分布。
07 偏振入射光的全像圖模型會發生什麽變化?
答:此模型精確考慮了偏振,也就是電場分量 (Exr, Exi, Eyr, Eyi, Ezr, Ezi)。繞射效率會隨著不同的偏振而變化。在繞射角為 90°時,TM偏振的效率為 0,如下圖。我們的全像模型可以準確地考慮這一點。
武漢宇熠 聯合 Ansys Zemax
將在 2022年4月6日14點 舉辦一場網絡研討會
期待您的參與