楔形平板中多次反射的分析

kyan2022

案例562 (1.0)

1. 建模任务

 根据菲涅尔方程，光在楔形平板中传播会发成多次反射。
 VirtualLab可以仿真楔形平板中的多次反射。
 我们将楔形平板中份多次反射分两种不同情况：
— 高反射表面：
 将出现大量反射。
 常需要使用光栅工具箱进行严格的分析光栅。
 模拟是非常耗费时间和内存。
— 低反射表面：
 通常需准确模拟1 - 3往返。
 可以通过基本工具箱来完成模拟，需要自定义反射的次数。
 通常仿真速度较快。
 该应用案例将会演示低反射表面楔形板的模拟。




照明激光光束

 单模光束
 波长：632.8nm
  激光光束直径(1/e²)：2.5mm
 发散角(全角1/e2):≈0.01°
 M2-值：1

2. 楔形平板表面设置


 使用单光学界面元件模型楔形光学界面。
 从界面目录中导入平面界面。
 编辑平面界面，设置直径为 5mm×5mm，形状为椭圆面型。


 选择传输通道。
 将与光轴相互相交作为参考点。
 编辑透射介质，根据表面后面的材料将介质设置为熔融石英或标准空气。


 在位置/方向窗口中，选择绝对位置标签，在球坐标系下将Theta值设置为0.5°。

3. 干涉图样的计算




 接下来模拟光在楔形平板下的两次反射。
 表面1和表面2必须在光路图中使用了三次。
 将表面2元件的透射通道与虚拟屏链接。
 为计算所有往返传播光束的叠加，需选择光路编辑器中的求和选项(探测器页面)。

4. 仿真结果


虚拟屏探测结果：光强分布及中心部分光强分布

5. 结论

 利用VirtualLab 可以仿真光束在平板或楔形平板间的多次反射。
 可仿真高反射和低反射表面。
 对楔形平板高反射平面的分析需要利用光栅工具箱的严格仿真。
 对楔形平板低反射平面的分析利用基本工具箱即可。
 对楔形平板低反射平面的仿真，一般仅需要1-3次的往返即可。