ZEMAX里边所有的光栅模型均为理想的光栅模型,不考虑光栅的衍射效率随光波长、入射角、衍射级次的变化,所有波长、入射角、衍射级次都假定衍射效率100%,严重不符合物理实际,也无法进行公差分析。
我们自定义的光栅模块Grtaing_XE.dll可以对上述模型进行修正,得到比较真实的衍射效率曲线。该光栅插件模块基于标量衍射理论,支持正弦光栅、矩形(方波)光栅、基诺(kinorform)型光栅、二元光栅(Binary)等位相光栅,支持衍射效率计算,而且可以对光栅的刻线密度及光栅的形貌(槽深度)进行公差分析,便于像质分析。
光栅作为一类特殊的分光器件,已经普遍用在光谱仪、单色仪、高光谱、光通讯等应用领域上,近年来随着AR/VR行业的兴起,也广泛用于AR眼镜中,作为光耦合器件。
光栅模块参数说明(序列模式): 1. Radius:光栅基底面曲率半径,基底面可以是平面,球面或者圆锥曲面。 2. Thickness:光栅基底面厚度。 3. Material:光栅材料。 4. Conic:光栅基底面圆锥系数,如1的描述。 5. TCE:光栅材料热膨胀系数。 6. Mode number:后续扩展用。 7. Threshold:衍射效率阈值,如果光线的衍射效率低于该阈值,将从2D,3D视图,Shadeds视图及其他分析图如点列图中虑除掉,便于直观的对主要衍射进行分析,去除干扰。 8. Vector Rotation:光栅刻线取向旋转,类似于tilt about z.默认0时光栅刻线沿着x轴。 9. Order:衍射级次,可以指定任何整数阶衍射级次。 10. Lines/um:光栅刻线密度。 11. Structure Profile(Mode):光栅类型选择 0:理想闪耀型 1:正弦位相型 2:方波位相型 3:表面浮雕型-Kinoform 4: 二元位相型-Binary 12. Blaze Depth(um):闪耀深度,单位um。 注意该参数只有当衍射类型为1,2,3,4时可用。 13. Steps(Binary):蚀刻阶数 注意该参数只有当衍射类型为4时可用。 14. Random Seed:随机采样种子 用于控制后续的Lines Variation及Depth Variation 参数,用于刻线密度及刻槽深度的公差分析。 15. Lines Variation( -%): 以百分比的形式指定刻线密度公差,因此可以对刻线密度进行公差分析。 16. Depth Variation( -%): 以百分比的形式指定闪耀深度公差,因此可以对衍射效率进行公差分析。 注意: 在公差编辑器中可以用TPAR公差操作数对上述量进行灵敏度、蒙特卡洛等公差分析。
关于参数8: Vector Rotation的说明
示例:正弦光栅的衍射效率曲线
衍射效率随波长的变化关系