| infotek | 2021-10-25 09:45 |
用FRED模拟沃拉斯顿棱镜偏振器 图1. 沃拉斯顿棱镜偏振器的晶轴标记为黑色箭头，水平（x）偏振光向上偏折，垂直（y）偏振方向上下偏折（假定为负单轴晶体no>ne）。 FRED中的双折射材料 在使用双折射材料创建元件之前，理解他们在FRED中如何定义的是很有用的。通过使用“Sampled Birefringent and/or Optically Active Material”作为材料类型，指定若干波长处的寻常和非寻常折射率，单轴晶体的轴向量，我们就定义了一个双折射材料。通常，晶轴方向是一个矢量，该矢量的指向沿着与全局坐标系中非寻常折射率ne相关的方向。当创建一个新的双折射材料时，包含晶轴方向名字或描述是一个好的习惯。当一个双折射材料分配到一个表面时，它是置于该表面的父实体（目标实体）的局部坐标系中。当使用双折射材料创建透镜、反射镜或棱镜时，也是同样的道理。举个例子，如果一个透镜是由双折射方解石制成，且晶体光轴固定在x方向（1 0 0），表面材料的定义是相对于透镜坐标系的。同样的透镜如果经过旋转，它的性能可以保持。注意到与透镜、反射镜或棱镜元件不同，当使用双折射材料定义元件基元时，该材料是停留在全局坐标系中的。FRED中有一个实用工具可以用来修改、检查并记录材料的方向，即“Edit/View GRIN/Birefringent Material Position/Orientation”，通过“Tools”顶部菜单或右键单击对象树中的一个实体就可以访问它。如图2所示，该工具有一个下拉菜单，里面包含双折射或GRIN材料在内的所有表面材料的一个列表。所选材料的坐标系显示在其中，且可以编辑。  图2. 编辑/查看双折射材料位置/方向工具 脚本 嵌入式脚本使用一个对话框（见图3），提示用户有关棱镜名子、描述、材料和尺寸的信息。第一个材料（双折射材料1）将分配到沃拉斯顿棱镜的第一个区域，并且它的晶轴方向沿着x轴（晶矢[1 0 0]）。第二个材料（双折射材料2）应该与第一个是同样的材料，但是晶轴方向沿着y轴（晶矢[0 1 0]）。这两种材料一定是“Sampled Birefringent and/or Optically Active Material”类型的。另外，浸液材料也应该指定好。  图3. 沃拉斯顿棱镜创建对话框 该脚本首先生成了所有材料的列表，以及本文中提及的双折射材料，然后从对话框中获取用户的输入并将它们分配给变量。这样就创建了新的自定义元件实体，接着按顺序定义每一个表面。 样本模型 FRED文件.frd包含了两个沃拉斯顿棱镜模型，由沃拉斯顿棱镜生成器脚本产生。它们都还含有使用布尔复合元件创建的粗糙的模型。为了分析该棱镜，我们定义了多偏振和非偏振光源。除了常规的分析表面，我们也定义了一个定向分析表面。它可以用来运行“Intensity on Polar Grid”分析，来测量正交偏振光束之间的角间距。  图4. 角间距计算 例：双折射率材料创建 双折射材料包含o光折射率和e光折射率，FRED中有许多种双折射材料库，但在FRED中均是o光折射率和e光折射率分开存放的，如何放到一起，我们可以使用如下的VB脚本快速创建，新生成的双折射材料的类型为"Sampled Birefringent and/or Optically Active Material"。 我们以方解石为例。 1. 在FRED的树形文件夹中选择Materials/Add Glass catalog Material/Material catalog:Custom 在列表中找到CaCO3和 CaCO3_extraorinary，分别选中点击OK。  2. 可在Materials 树形文件夹下查看CaCO3材料是否已经添加进去？  3. 在树形文件夹中选择：Embedded Scripts /Birefringent material creator右键选择“.Run an Embedded script.  Dim biref As T_BIREFSAMPLE Dim matlist() As String Dim matOrdId As Long, matExtraId As Long, id As Long Dim wavStart As Double, wavEnd As Double, wavSteps As Double, wav As Double Dim axis_x As Double, axis_y As Double, axis_z As Double Dim newName As String Sub Main 'Generate list of materials ReDim matlist(GetMaterialCount()-1) For i = 0 To GetMaterialCount()-1 matlist(i)=GetMaterialName(i) Next i Begin Dialog UserDialog 660,266,"Birefringent Material Creator" ' %GRID:10,7,1,1 GroupBox 430,7,220,105,"Select Wavelength Range",.GroupBox2 Text 440,84,80,14,"Total Steps:",.TextSteps Text 480,28,40,14,"Start:",.TextStart GroupBox 10,7,410,168,"Select Materials",.GroupBox1 ListBox 220,49,180,112,matlist(),.ListBoxMat2 Text 220,28,180,14,"Extraordinary axis material:",.TextMat2 ListBox 30,49,180,112,matlist(),.ListBoxMat1 Text 30,28,180,14,"Ordinary axis material:",.TextMat1 TextBox 530,28,90,21,.TextBoxStart TextBox 530,84,90,21,.TextBoxSteps Text 480,56,40,14," End: ",.TextEnd TextBox 530,56,90,21,.TextBoxEnd Text 20,182,140,14,"New material name:",.TextNewMat TextBox 20,203,390,21,.TextBoxNewMat OKButton 150,238,90,21 CancelButton 370,238,90,21 GroupBox 430,119,220,105,"Crystal Axis Vector",.GroupBox3 Text 500,140,30,14,"X:",.Text1 TextBox 530,140,90,21,.TextBoxX Text 500,168,20,14,"Y:",.Text2 Text 500,196,20,14,"Z:",.Text3 TextBox 530,196,90,21,.TextBoxZ TextBox 530,168,90,21,.TextBoxY End Dialog Dim dlg As UserDialog 'Insert default values dlg.TextBoxStart="0.4" dlg.TextBoxEnd="0.7" dlg.TextBoxSteps="101" dlg.TextBoxNewMat="Birefringent Material" dlg.TextBoxX = "0" dlg.TextBoxY = "0" dlg.TextBoxZ = "1" 'Run dialog ok = Dialog (dlg) If ok=0 Then 'cancel button was pressed Print "Execution cancelled." End End If 'Assign values from dialog matOrdId = FindMaterial(matlist(dlg.ListBoxMat1)) matExtraId = FindMaterial(matlist(dlg.ListBoxMat2)) wavStart = CDbl(dlg.TextBoxStart) wavEnd = CDbl(dlg.TextBoxEnd) wavSteps = CDbl(dlg.TextBoxSteps) newName = dlg.TextBoxNewMat axis_x = CDbl(dlg.TextBoxX) axis_y = CDbl(dlg.TextBoxY)  |
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