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VirtualLab Unity應用：立方體型偏振分光膜

摘要

偏振分光立方是一種常用的光學元件，由兩個等邊直角棱鏡組成，透射面之間鍍有偏振分光膜，用于按偏振狀態將入射光學分成兩束互相垂直的光。本案例中，設計了一種偏振使用的分光膜能夠在可見光波段、45°入射條件下p偏振光大部分透射，s偏振光大部分反射。

應用場景

設計一款用于立方體型偏振分光器的薄膜結構，在45°入射條件下，于可見光波段實現優異的偏振分光性能：p偏振光的平均透過率大于99%，s偏振光的平均透過率小于1%。

設計結果

設計結果如圖所示，在可見光范圍內、45°入射條件下的p光透射率大于99%，s光反射率小于1%，滿足設計指標。

設計流程

上述膜系由公式工具構建得到，右圖為其在400–700 nm范圍內、45°入射條件下的光譜曲線。可以觀察到，s偏振光在波段兩端（約400 nm與700 nm附近）的透射率明顯升高，不符合設定的分光要求。

關于公式工具的更多信息:  Tutorial: Formula Tool

采用 Nelder-Mead 算法對各層厚度進行優化，目標是在400–700 nm波段、45°入射條件下，最大化p偏振光的透過率，同時最小化s偏振光的透射率。

關于優化的更多信息:  Tutorial: Optimization Workflow

優化后結果已滿足設計要求。