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雙折射偏振器件

模擬雙折射偏振器件通常需要使用兩塊雙折射材料，并且材料的晶軸方向存在一定夾角。例如洛匈偏振器 (Rochon polarizer) 使用兩塊雙折射棱鏡組成偏振器（本例為KDP晶體）：

在這個(gè)偏振器中，兩塊KDP晶體材料的棱鏡以晶軸夾角為90°組合在一起，如上圖所示。塊棱鏡的晶軸（上圖橙色虛線表示）的方向余弦為 (0, 0, 1)，與局部Z軸重合。在第二塊棱鏡中，晶軸的方向余弦為 (0, 1, 0)，與局部X軸重合。這些參數(shù)都是在雙折射輸入表面中輸入的。您可以輸入任意方向余弦來(lái)定義以表面頂點(diǎn)為起點(diǎn)的晶軸方向。

當(dāng)光線穿過(guò)雙折射材料時(shí)，材料的折射率在偏振態(tài)P和S下并不相同。（需要注意的是偏振態(tài)S和前文中的向量S不同。S向量為光線向量，表示光能量的傳播方向。與該向量相聯(lián)系的電場(chǎng)垂直于S，向量S實(shí)際上是偏振態(tài)S和P在該方向上的疊加。同樣需要注意的是在雙折射介質(zhì)中，偏振態(tài)S和P方向的定義與其他計(jì)算如鍍膜和菲涅爾表面效應(yīng)計(jì)算中所指的偏振方向并不相同。）在雙折射介質(zhì)中，S和P表示與晶軸垂直或平行的方向，而不是參考于表面法向量。其中尋常光的折射率為垂直方向（S偏振態(tài)）的折射率，非尋常光的折射率為平行方向（P偏振態(tài)）的折射率。

如果模式參數(shù)為0，則系統(tǒng)追跡尋常光線（只包含S分量），P分量光的透過(guò)率為0。如果設(shè)置模式參數(shù)為1則系統(tǒng)追跡非尋常光線，S分量光的透過(guò)率為0.

這個(gè)方法可以正確設(shè)置每個(gè)模式的透過(guò)率，但如果想得到總透過(guò)率，則需要將每種模式的光組合疊加在一起。如果系統(tǒng)中包含2組雙折射面，則共需要進(jìn)行4次光線追跡；如果系統(tǒng)中有3組雙折射面，則共需要進(jìn)行8次光線追跡，以此類推。

對(duì)于該偏振器來(lái)說(shuō)，我們需要設(shè)置4個(gè)結(jié)構(gòu)以表示4次光線追跡：

對(duì)于每個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)：

結(jié)構(gòu)1：追跡了晶體1中的尋常光和晶體2中的尋常光

結(jié)構(gòu)2：追跡了晶體1中的尋常光和晶體2中的非尋常光

結(jié)構(gòu)3：追跡了晶體1中的非尋常光和晶體2中的尋常光

結(jié)構(gòu)4：追跡了晶體1中的非尋常光和晶體2中的非尋常光

之后我們需要將各個(gè)結(jié)構(gòu)的場(chǎng)振幅 (field amplitudes) 疊加在一起，而不是強(qiáng)度疊加在一起。這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，我們將在下一節(jié)中詳細(xì)討論。