Zemax 激光光学设计实例应用——自学案例汇编
看这些光源通过光纤组件之后输出一段距离光线的分布情况和聚焦的情况。
我们首先选择椭圆形光源 Source Ellipse 作为输入光源,放在光纤输入端。表面上
看,椭圆形光源 Source Ellipse 是一个面光源,可以分别设置两个半轴长度,但实际也
是无穷远点光源。要设置光源的发散角,则需要改变发光源的位置,从无穷远改为有限距离。
图 18-6 椭圆光源参数设置
如图 18-6 所示设置光源参数,类型 Object Type 选择 Source Ellipse,位置 Z
Position 设为-50.02,绘图光线数目 Layout Rays 设为 50,分析光线数目 Analysis
Rays 设为 500000,半轴长度(相当于光阑)X Half Width、Y Half Width 均设为
0.02(小于光纤半径),光源距离 Source Distance 设为 0.1,其他参数默认即可。如
此设置,光源距离和光阑尺寸的配合,恰好获得数值孔径 NA 为 0.2 的光源。然后在光纤输
出端、距离光纤端面 0.5mm 的位置放置一个探测器,检测输出光线分布情况,探测器像素
500,尺寸要比预测光斑尺寸略大一些(一般 2 倍即可)。
设置完毕,打开 3D 光路结构图,如图 18-7 所示。可见与图 18-4 所示的混合序列模
式没有明显区别,除了绘图光线均匀性的区别,非序列模式中绘图光线为随机分布方式,而
序列模式中绘图光线为均匀分布方式。
将图像局部放大,观察光纤输入端和输出端,注意光线是否有溢出或者发散角与设想的
是否一致等等,分别如图 18-8 和 18-9 所示。因为,笔者实测发现一个问题,减小光纤直
径,到一定程度之后,就会影响输出端的光线数值孔径,似乎一部分发散角大的光线被消去
了,输出的光线数值孔径变小了。但是,这时如果将光纤长度缩短到一定程度后,输出光线
的数值孔径又能恢复正常。这个问题具体是由什么原理、原因造成的,目前还不知道。也就
是说,用这个圆柱体 Cylinder Volume 来模拟光纤,需要注意直径-长度比例,否则丢
失信息,读者注意。
《Matlab 辅助激光光学分析与应用》作者 出品
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