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COMSOL5.0版本中射线光学模块介绍(三)

2020.9.28

在边界处,光线可以无阻碍地传播通过边界,就好像边界完全透明一样;也可以完全被吸收;或者被反射。在光无法穿过的材料表面处会发生反射,可以是镜面反射、漫反射,或二者的混合。镜面反射发生在高度抛光的金属表面,而其他大多数表面所发生的是漫反射。

通过薄(可能为多层)介质层的反射和透射

通过薄(可能为多层)介质层的反射和透射

也可以模拟由不同材料层组成的结构,比如介质镜或抗反射涂层。这些可通过向边界添加一个或多个薄介质层节点来模拟。然后可以计算通过多层结构的有效反射和透射系数,而无需直接模拟每一层。这在抗反射涂层、多层模型中进行了展示。

来自光栅的不同衍射级的反射和透射

来自光栅的不同衍射级的反射和透射

另一方面,对于边界平面内带有周期性波长标度变化的结构,可以通过光栅边界条件模拟。衍射光栅的结构中有周期性变化,可以将一条射线分解并衍射为不同的射线,这被称为衍射级。也可以通过全波公式计算光栅的特征,同时像在衍射光栅模型中介绍的那样,将其作为一个输入。

光线的极化会随着它穿过不同的光学元件而改变

光线的极化会随着它穿过不同的光学元件而改变

最后,边界条件可用于控制光线的极化。用于模拟线性起偏器、线性和圆形波延迟器、理想消偏器,以及带有任意Mueller 矩阵的光学元件的边界条件,可被表示为边界条件。这些条件在线性波延迟器模型中进行了演示。

光线本身可以从域、边界以及任何用户指定的点上入射到模型中。光线可以呈球形、半球形或圆锥形分布。也可以通过指定地球上的一个位置来模拟太阳光照射。除了光线路径、强度和极化,如需要也可以计算相位。这使得我们可以计算表面光强和干涉模式。这方面的例子包括模拟一个碟式太阳能收集器,以及计算迈克耳逊干涉仪的干涉模式。


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