立方体光束整形器上的全内反射（FTIR）

摘要

 

光线分束器件在光谱学、干涉测量学和光通信领域的许多应用中发挥着至关重要的作用。一种常见的分束器是基于受抑全内反射（FTIR）的效果，因此由两个玻璃棱镜组成，并被一层非常薄的层隔开。如果该层足够薄，由于倏逝波隧穿到另一侧，一部分光将透射通过边界，而其余部分将会被反射。

建模任务

 

连接建模技术：亚波长间隙

 

与表面交互的可用建模技术：

 

对于通过亚波长间隙传播的特殊情况，考虑倏逝波是至关重要的，因为这些波可以穿过间隙并实现受抑全内反射（FTIR）的效果。因此，使用S矩阵算法对该过程进行严格地建模。
 

受抑全内反射（FTIR）

 

分层介质组件
 

层矩阵求解器

分层介质组件采用层矩阵电磁场求解器。该求解器在空间频域（k域）中工作。它由

1.每个均匀层的特征模求解器和

2.一个用于匹配所有界面上的边界条件的s矩阵组成。

本征模求解器计算每层均匀介质在k域内的场解。s矩阵算法通过递归匹配边界条件来计算整个层系统的响应。

这是一种以其无条件数值稳定性而闻名的方法，因为与传统的传递矩阵不同，它避免了计算步骤中的指数增长函数。 

 

更多信息：层矩阵S矩阵
 

非序列追迹

系统概述（光线结果概览：系统3D)

 

间隙厚度分析

 

参考文献：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.