摘要 0>ce~KU 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。 Ime"}*9 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。 =DXN`]uN 应用场景 /Uni6O)oc 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。 {Lsl2@22
|u#7@&N1 设计结果 zCmx 1Djz 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。 ^K:-r !v^ 设计流程 ,3Aiz|v- 该分光膜的初始结构是四分之一波长膜堆。 2I_~]X53[ 关于公式工具的更多信息: Tutorial 02: Formula Tool 6P02= 目标: 在 400–700 nm 波段内入射角0°时反射率达到50% }`+9ie7]/
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 ZDm Y${J 关于优化的更多信息: Tutorial 01: Optimization Workflow q!YAA\'31 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。 ]3L/8]: 角度匹配后的分光膜已经满足了设计指标。 2~%^y6lR 关于角度匹配的更多信息: Tutorial 03: Match Angle kTm}VTr
1 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。 a" L9jrVrw 角度匹配后的减反射膜光谱如上图所示。 uP^u:'VjbH 关于角度匹配的更多信息: Tutorial 03: Match Angle [=^Wj`; 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。 1YtK+,mz 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。 _>4)q=