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  • 使用ZEMAX序列模式模擬激光二極管光源

    作者:南京光研 來源:投稿 時間:2017-09-22 17:00 閱讀:10011 [投稿]
    一般我們在ZEMAX中使用非序列模式來模擬激光二極管光源,方法較方便快捷。而當遇到較復(fù)雜系統(tǒng)運用或要求較高或光路優(yōu)化時,需要在序列模式下模擬出激光二極管光源,此時光源模擬就較為復(fù)雜。

    存在很多關(guān)于發(fā)散角的定量定義: 1最常用的定義是,光束發(fā)散角為光束半徑對遠場軸向位置的導(dǎo)數(shù),也就是與束腰的距離遠大于瑞利長度。這一定義延伸出發(fā)散角概念(單位為弧度),依賴于光束半徑的定義。對于高斯光束,光束半徑通常定義為處于峰值強度的 1/e2處對應(yīng)的半徑。而非高斯形狀的光束,可以采用積分公式。2除了在高斯光束中取處于 1/e2峰值強度處對應(yīng)的點的角度作為發(fā)散角之外,還可以采用半高全寬(FWHM)發(fā)散角。在激光二極管和發(fā)光二極管數(shù)據(jù)表格中通常采用。高斯光束中,采用這種定義的發(fā)散角是由高斯光束半徑確定的發(fā)散角的1.18倍。

    舉個例子,小的邊發(fā)射激光二極管快軸對應(yīng)的FWHM光束發(fā)散角為30°。這對應(yīng)1/e2光束發(fā)散角為25.4°,很顯然為了在不截斷它的情況下使這一光束準直需要采用相當大數(shù)值孔徑的棱鏡。很大發(fā)散的光束需要采用一些光學(xué)裝置以避免球面像差引起的光束質(zhì)量下降。

    設(shè)定假設(shè)LD規(guī)格如下:

    θ∥ = 11°

    θ⊥= 25°

    高斯函數(shù)強度一半時的 “全角 (也就是2FWHM)” 與強度為1/e^2時的 “半角” 的比值之計算方法如下:

    α= 0.8493218 * FWHM

    因此:

    X方向的1/e^2強度的發(fā)散角角為11° ×0.85 = 9.35°

    Y方向的1/e^2強度的發(fā)散角為25° ×0.85 = 21.25°

    因為Vignetting Factor是在入瞳坐標上定義的,需計算光束投影到平面上時,半徑的比值:

    tan(9.35°) = 0.1647

    tan(21.25°) = 0.3889

    0.1647 / 0.3889 = 0.4235

    因此如果在Vignetting Factor中輸入VCX = 0.5765,就可以產(chǎn)生一個0.4235:1的橢圓形光束。

    現(xiàn)在請在SystemExplorer > Aperture中輸入如下的Object Space NA=sin(21.25°)=0.3624,并設(shè)定Gaussian Apodization以及Apodization Factor = 1。



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    文章點評

    豆干雞絲:t,這個參數(shù)怎么確定?從LD管手冊上如何查(2020-08-25)

    misszy:(2018-08-18)