在下面的文章中,我們介紹了如何建立一個使用表面浮雕光柵(SRG)的EPE裝置。然而,這文章的內容其實對全像光柵並不適用。
OpticStudio目前內建使用的Kogelnik模型不能用於EPE波導系統。下面我們將解釋原因並提供一個變通的辦法,以及對應使用的DLL。
注意這裡介紹的方法是基於一些假設的,因為本身一定會存在一些不確定性。下面會一併解釋。
在Kogelnik的方法中,它假設全像底片的材料本身及其環境的折射率是相同的。即使在全像條紋形成後,平均折射率仍是相同的。
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但問題就在這裡,實際上,我們的全像材料是塗在一個基板上的,基本有自己的折射率,而材料的另一個可能是另一個基本或直接接觸到空氣。總之折射率不可能一樣。
![](https://uploads-us-west-2.insided.com/zemax-en/attachment/660f9b4a-2e9b-4f5c-ba4c-7cdd7aaf5259.png)
在這種狀況下,我們可以想像,光線在進入全像材料時,會先需要考慮折射,進入到全像區域,接著在全像區域內發生繞射,然後這些光線離開時,又要再經歷一次折射。
注意這個模型主要是幫助理解,實際發生的狀況是光在這邊有複雜的干涉行為。但是這個模型大致上正確,很適合拿來解釋。
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依照剛剛說的方式運作,我們很快可以發現,在一些條件下,光線是可以被TIR而無法離開全像區域的。問題就是這個現象在Kogelnik方法中是沒有定義的,我們沒有一個非常理論化的方法去計算此時的繞射效率應該如何。
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注意不只是反射式全像,穿透式也會發生這個問題。
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另外不只是零階光,一階光也是會有這個問題。
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在附件的檔案中,我們用了兩個假設去加強Kogelnik方法的適用性。這兩個假設為
- 如果一階繞射光不存在,則所有能量被零階光帶走。
- 如果零階光遇到TIR,那就走反射方向。
模擬的結果如下:
![](https://uploads-us-west-2.insided.com/zemax-en/attachment/6155c6c8-ea72-454d-8768-8b249bab1adf.png)
打開ZAR後,相應的DLL會被自動解壓縮到對應的資料夾。
注意這個DLL有一些限制,如下:
- 他是基於假設的,所以理論上有一些不確定性。
- 必須訂閱版授權才能使用。
- 這個DLL只能用在OpticStudio 21 或 22 版。
如果有更多關於全像模擬的問題可以參考下面的文章。
Simulating diffraction efficiency of a volume holographic grating using Kogelnik’s method