立方體光束整形器上的全內反射（FTIR）

摘要

 

光線分束器件在光譜學、干涉測量學和光通信領域的許多應用中發揮著至關重要的作用。一種常見的分束器是基于受抑全內反射（FTIR）的效果，因此由兩個玻璃棱鏡組成，并被一層非常薄的層隔開。如果該層足夠薄，由于倏逝波隧穿到另一側，一部分光將透射通過邊界，而其余部分將會被反射。

建模任務

 

連接建模技術：亞波長間隙

 

與表面交互的可用建模技術：

 

對于通過亞波長間隙傳播的特殊情況，考慮倏逝波是至關重要的，因為這些波可以穿過間隙并實現受抑全內反射（FTIR）的效果。因此，使用S矩陣算法對該過程進行嚴格地建模。
 

受抑全內反射（FTIR）

 

分層介質組件
 

層矩陣求解器

分層介質組件采用層矩陣電磁場求解器。該求解器在空間頻域（k域）中工作。它由

1.每個均勻層的特征模求解器和

2.一個用于匹配所有界面上的邊界條件的s矩陣組成。

本征模求解器計算每層均勻介質在k域內的場解。s矩陣算法通過遞歸匹配邊界條件來計算整個層系統的響應。

這是一種以其無條件數值穩定性而聞名的方法，因為與傳統的傳遞矩陣不同，它避免了計算步驟中的指數增長函數。 

 

更多信息：層矩陣S矩陣
 

非序列追跡

系統概述（光線結果概覽：系統3D)

 

間隙厚度分析

 

參考文獻：Chang Chien et al. “Design Analysis of a Beam Splitter Based on the Frustrated Total Internal Reflection”, Prog. Electromagn. Res., Vol. 124, 71-83, 2012.