作者： 时间：2022-07-07
本文介绍Zemax中的激光分束器在建模。利用zemax软件，我们可以对光路进行设计模拟，便于实验研究。对于衍射分束器，我们也可以用zemax设计，如下为一个3×3的二维分束器，型号为以色列holoor的MS-443-U-Y-A。该型号全角0.04°，波长355nm。下图为透镜编辑器，非序列模式，本文主要介绍该模式中一些重要参数。
一、编辑器中的光栅周期
1.1. 线/μm
如图所示，在透镜编辑器中线/μm为0，而在光栅设置中使用了0.00098425（符合设计值），是否有问题？
答案是否，在Zemax中我们可以不考虑编辑器中的线/um。因为如果在表面属性和衍射设置中使用 "Split by DLL function"，zemax就不会考虑透镜编辑器中的这个值。衍射级次是直接从衍射设置中提取的，起始级次为-1，停止级次为+1。在衍射设置中的线/um，这个数值我们要用理论数值，而在编辑器中，我们可以使用任何数值，它不会影响光线的性能或光线追迹。但是，为了避免软件出现问题，我们建议在编辑器中使用与衍射属性设置中相同的值。
1.2. 衍射级
如图所示，MS-443使用的级次是-1,0,1级，在衍射设置中我们选择了起始级次为-1，停止级次为+1，在透镜编辑器中衍射级为0，如何解释？
在该型号中，由于零级为中心级次，所以在透镜编辑器中这个数值我们通常用中心级次，所以写0。而衍射级次是从衍射设置中提取的，那么我们设置起始级次为-1，停止级次为+1。
二、编辑器中的厚度
如图所示，序列和非序列模式里都有厚度这个参数，且数值不同，那有什么区别呢？Z位置是否是光栅调制深度？
首先，Z位置不是调制深度，调制深度是光栅的刻蚀深度。Zemax中的二维分束器是由2个一维分束器表示的（第一个相对于第二个旋转90度），理论上两个正交光栅在同一个平面，距离应该是0，但为了避免软件问题，这个数值必须大于调制深度。所以它可以是0.1mm或更大，这个值不是很重要，因为它不是一个真实的值（只是用于避免软件问题）。
最重要的是2个正交光栅中，我们需要给光栅插入一个小的厚度（如0.1毫米），以避免软件问题和错误。所以这里的0.1mm它只是2个正交光栅之间的距离。
其次关于厚度0.1mm和厚度0.3mm：在序列模式下（第二张图），在表面2有一个厚度为3毫米的熔融石英表面，是镜片的厚度。而在序列模式和非序列模式之间的转换中，这个表面没有被插入，该转换是从3毫米厚度的表面之后开始，所以可以看到第一张图中并没有3mm这个厚度。但是这一点并不关键，我们可以在非序列模式中的光栅表面之前添加一个厚度为3毫米的熔融石英，也可以不加，并无影响。
因此，3mm和0.1mm不是相互矛盾的。3mm是2个光栅之前的厚度，而0.1mm是2个光栅表面之间的距离。
三、多重结构编辑中的级次
在衍射光栅表面的 "衍射属性设置 "中，通过使用起始级次-1，停止级次+1（使用的级次是-1、0和+1），所有的级次都可以使用。因为我们使用了2个衍射光栅表面，所以会产生9个级次，具体的参数设计如表所示。
四、探测器中的点阵数据
在探测器中，我们可以看到许多参数，这些参数的解释如下：
在非序列模式中，模拟是基于光线追踪（几何光学），所以光斑的直径跟真实直径是不同的，因为它忽略了物理光斑的直径。
RMS spot X是X轴上的半阵列尺寸，RMS spot Y是Y轴上的半阵列尺寸，RMS spot radius是对角线上的半阵列尺寸。
关于点阵的大小，可以通过探测器上看到光斑的峰与峰之间的距离来判断。
