发布时间 : 星期六 文章如何在Zemax下模拟单模光纤的光束耦合更新完毕开始阅读
POPD数据（通过优化函数得到） 描述 Description 数值 Value
0 Total Fiber Coupling 0.994 1 System Efficiency 0.998 2 Receiver Efficiency 0.996 10 Pilot Beam Waist 4.57μm 23 Effective Beam Width 4.84μm 26 M2 1.082
位相是你需要关注的最有用的信息，因为Irradiance Profile几乎是理想的高斯形（M2为1.082）。接收端的模式实际上在每个地方都几乎为零，因此位相也直接告诉我们模式失配的程度。要显示位相信息，打开POP设置窗口的显示（Display）那一栏，按照下图所示的方式设置：
注意位相图的抛物线和四次曲线的形状，这等价于聚焦和球差。另外也要注意透镜边缘对位相曲线产生的影响。根据系统的效率（System efficiency），我们知道由于透镜外相尺寸的限制，系统约有小于1%的能量损耗。
如果我们进一步对光纤耦合效率进行优化（记住光纤和透镜的距离是唯一的变量），我们可以得到少量的提升：
光纤耦合效率并未得到显著提升，这是因为位相差产生的位置对应的能量非常低：
{上图可以通过下述方法得到：从POP窗口中输出cross-section形式的irradiance图，然后克隆它（windows>clone），然后将克隆后的窗口设置成显示位相，而非光强，介质在windows菜单中选择overlay...将这两个曲线重叠成上图的样子。}
上述内容涉及到的Zemax源文件为after POP.zmx
到现在位置，我们讨论的旁轴高丝光束，单模光纤耦合和完整的POP算法之间只有一些比较微妙的差异，他们的计算过都比较相似，要得到更多的关于他们的本质属性的结果，我们就需要更加复杂的分析。不过，随着耦合器长度的增加，衍射效应也变得越来越重要，这几种分析方法的差异也会更加明显，而POP方法的优势也会逐渐显现出来。
我们如果将透镜到透镜的距离设置为20mm，基于光线的单模光纤耦合算法得到的结果几乎不会发生变化：FICL计算出来的耦合效率为0.99。这是因为光束在两组透镜之间是近似准直传输的。
然而，POP算法得到了0.57的耦合效率：几乎减半。这是由高斯模式在两个透镜之间的空间中的衍射和尺寸的变化引起的。传输了20mm之后，高斯模式的1/e2 宽度增加到了0.15mm，这已经达到了透镜的0.12mm的尺度。结果，位数不少的一部分光能量便在第二个透镜的物理光阑出产生衍射，下图显示了经过第二个透镜之前和之后的光强分布和位相分布的重叠图。明显聚焦到接收光纤上的光束已经明显不是高斯形式，这时它的M2为2.45.
这和用光线计算出来的结果是不一样的。将2D外形图的Y方向放大，便可以得到如下图所示的光线分布