偏振轉(zhuǎn)換
關(guān)注創(chuàng)建者：周唯 創(chuàng)建時間：2022-02-08
偏振轉(zhuǎn)換的實例教程
4，comsol超表面-偏振轉(zhuǎn)換 ￥2349
本文復(fù)現(xiàn)了超表面中偏振轉(zhuǎn)換型超表面，參考的文獻是《一種超寬帶反射型極化轉(zhuǎn)換超表面設(shè)計》-于惠存，
一種超寬帶反射型極化轉(zhuǎn)換超表面設(shè)計_于惠存.pdf
具體模型如下
在介質(zhì)板上面鋪有H型金屬片，在介質(zhì)板下方有一整塊金屬將電磁波完全反射。左旋圓偏光入射到該超表面上，反射光為右旋圓偏光。實現(xiàn)對反射光的一種偏振轉(zhuǎn)換。
我復(fù)現(xiàn)的內(nèi)容如下
1，x偏振波垂直入射時，仿真了反射波中x偏振分量與y偏振分量的反射系數(shù)
2，x極化波入射時，反射波中x分量與y分量的相位差。這里除了comsol，還需要用到matlab才能復(fù)現(xiàn)出下圖。具體的matlab代碼及操作步驟在下方的付費內(nèi)容里有。
3，x極化波入射時，反射波的橢圓角，因為反射波既有x分量，又有y分量，所以反射波是個橢圓波，該橢圓的橢圓角=短半軸/上長半軸，計算橢圓角需要用到matlab。論文給出了橢圓角的計算公式如下
4，x極化波入射角改變時，反射波的橢圓角如下
可以看到我的結(jié)果與論文有點不同，這是因為作者用的是CST仿真的，而我用的是comsol。
5，不再是x極化波入射，而是與y軸和x軸有一定夾角的u波v波入射，得到反射波中u波和v波的反射系數(shù)ruu,rvu,rvv,rvu及反射系數(shù)的相位差如下。
下面是付費內(nèi)容，包含comsol模型（5.6版）和matlab代碼（2018版）。并有一份ppt詳細介紹了如何將comsol算出的結(jié)果導入到matlab中繪制出論文的圖。
展開 摘要
當線偏振光聚焦并通過單軸晶體傳播時，即使沿著光軸方向，不同的偏振分量之間也可能會發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)換。這種現(xiàn)象可以應(yīng)用于例如產(chǎn)生渦旋光。以方解石晶體為例，這個用例在VirtualLab Fusion中證明了單軸晶體中的偏振轉(zhuǎn)換。并且可以觀察到在過程中產(chǎn)生的渦旋光。
建模任務(wù)
系統(tǒng)建立模塊-光源
系統(tǒng)建立模塊-單軸方解石晶體
模擬結(jié)果
總結(jié)——組件
VirtualLab Fusion操作流程
1建立輸入場
基本光源模式[教學視頻]
2使用表面構(gòu)造實際組件
3建立單軸方解石晶體
Virtuallab Fusion中的光學各向異性介質(zhì)[使用案例]
4定義組件的位置和方向
光路圖2：位置和方向[教學視頻]
VirtualLab Fusion 使用技術(shù)
文檔信息
拓展閱讀
Virtuallab Fusion中的光學各向異性介質(zhì)
雙軸晶體中的圓錐形折射
展開 摘要
當線偏振光聚焦并通過單軸晶體傳播時，即使沿著光軸方向，不同的偏振分量之間也可能會發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)換。這種現(xiàn)象可以應(yīng)用于例如產(chǎn)生渦旋光。以方解石晶體為例，這個用例在VirtualLab Fusion中證明了單軸晶體中的偏振轉(zhuǎn)換。并且可以觀察到在過程中產(chǎn)生的渦旋光。
建模任務(wù)
系統(tǒng)建立模塊-光源
系統(tǒng)建立模塊-單軸方解石晶體
模擬結(jié)果
總結(jié)——組件
VirtualLab Fusion操作流程
1建立輸入場
基本光源模式[教學視頻]
2使用表面構(gòu)造實際組件
3建立單軸方解石晶體
Virtuallab Fusion中的光學各向異性介質(zhì)[使用案例]
4定義組件的位置和方向
光路圖2：位置和方向[教學視頻]
VirtualLab Fusion 使用技術(shù)
文檔信息
展開 摘要
當聚焦線性偏振光束通過單軸晶體傳輸，甚至沿著光軸傳輸時，復(fù)雜轉(zhuǎn)換可能會在不同偏振元件之間發(fā)生。此類效應(yīng)可以用來例如生成光學渦旋。以方解石晶體為例，我們在VirtualLab中演示了單軸晶體偏振的轉(zhuǎn)換。并將此過程中生成的光學渦旋實現(xiàn)可視化。
建模任務(wù)
結(jié)果
結(jié)果
文檔信息
除了將反射波進行偏振轉(zhuǎn)換，作者還設(shè)計另一種超表面將透射波進行了偏振轉(zhuǎn)換。如下圖
上面的圖表明將x偏振波轉(zhuǎn)換為y偏振的透射波。這里我不多說了，有興趣去看論文。下面是論文結(jié)果VS我的結(jié)果。
這里會看到我算的正交偏振曲線會比作者低一些，可能是網(wǎng)格，可能是軟件，但我不糾結(jié)于這，我只是淺仿一下，又不是賣模型為生計。
另外關(guān)于極化偏轉(zhuǎn)方面的仿真。我之前也整過一篇，可以看看https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1854099 。這篇science能發(fā)主要還是它是2013年的，idea很新很nice，后人的極化偏轉(zhuǎn)文章也有許多，可以去知網(wǎng)看看
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偏振轉(zhuǎn)換的相關(guān)專題、標簽、搜索
偏振轉(zhuǎn)換的最新內(nèi)容
光之數(shù)字模型平臺原理介紹
VirtualLab Fusion用戶界面的基礎(chǔ)操作
2
光柵仿真算法比較
薄元近似法（Thin Element Approximation）
傅里葉模態(tài)法（Fourier Modal Method）
周期單元近似法（Periodic Cell Approximation）
3
光柵嚴格分析實例
閃耀光柵
亞波長光柵與偏振轉(zhuǎn)換
剩余的光線通過一個+45°1/2波片（黃色），它可以將x偏振光轉(zhuǎn)換成y偏振光。
模擬波片的一個更加精確的方法是指定一個自定義雙折射材料到一個桿狀元件中。在FRED文件的Material分類中，用戶可以右鍵點擊并選擇Create a New Material….在下拉菜單中，可以選擇“Sampled Birefringent and/or Optically Active Material”。
以方解石晶體為例，這個用例在VirtualLab Fusion中證明了單軸晶體中的偏振轉(zhuǎn)換。并且可以觀察到在過程中產(chǎn)生的渦旋光。
工作原理
該方案包括一個使用多模波導段（MWSs）的端面耦合器，一個三通道雙偏振PLC模式（解）復(fù)用器，雙電平多核雙偏振模斑轉(zhuǎn)換器（SSC）和PBS，其示意圖如圖1所示。從FMF發(fā)射的LP01-x/y、LP11a-x/y和LP11b-x/y模式經(jīng)由MWSs有效地對接耦合到多模二氧化硅光波導。
超表面計量學的光學屬性4個月前
轉(zhuǎn)換效率：
基于貝里相位超表面的裝換效率主要取決于偏振轉(zhuǎn)換效率。其發(fā)生在從一個圓偏振旋轉(zhuǎn)向到另一個時，兩個相同的相鄰元件對轉(zhuǎn)換后的偏振光束施加不同的局部相位延時，其等于兩元件之間相對方向角的兩倍。因此，轉(zhuǎn)換效率被定義為轉(zhuǎn)換偏振信道中的光的功率除以總傳輸功率。
透射/反射和轉(zhuǎn)換效率是直接測量的，因此，它們的精度主要取決于光學裝置的對準以及不同光學元件的質(zhì)量。
在LCD和LCoS數(shù)字投影儀的燈光引擎中，光源在到達照明平面之前必須被極化，因此常常使用偏振轉(zhuǎn)換組件(PCS)來進行極化。PCS陣列通常與視場陣列的平面?zhèn)日辰?，為PCS陣列的菱形提供公共支座和剛性支撐。
示例
下面是在數(shù)字投影儀中使用蠅眼照明系統(tǒng)的簡單示例。
單軸晶體中的偏振轉(zhuǎn)換
線偏振光在方解石晶體中的偏振轉(zhuǎn)換在VirtualLab Fusion中得到了驗證。
單軸晶體中的偏振轉(zhuǎn)換
線偏振光在方解石晶體中的偏振轉(zhuǎn)換在VirtualLab Fusion中得到了驗證。
曲面上的雙折射效應(yīng)9個月前
各向異性涂層的仿真與分析
本用例介紹了在表面上添加各向異性涂層的特性，并分別研究了λ/4涂層在平面和曲面上的偏振轉(zhuǎn)換。
各向異性涂層的仿真與分析
本用例介紹了在表面上添加各向異性涂層的特性，并分別研究了λ/4涂層在平面和曲面上的偏振轉(zhuǎn)換。
各向異性方解石晶體的雙折射效應(yīng)
本用例演示了利用VirtualLab Fusion模擬雙折射，并研究了輸入偏振和晶體厚度的影響。
