Zemax模拟单模光纤的光束耦合

Zemax 模拟单模光纤的光束耦合 本文档提供了一个 Zemax 模拟单模光纤光束耦合的范例，旨在演示如何使用 Zemax 软件来设计和优化单模光纤耦合系统。该系统使用 SUSS MicroOptics FC-Q-250 微透镜阵列来耦合两根康宁（Corning）SMF-28e 光纤。 设计前的准备工作包括设置物面到透镜的距离和透镜到像面的距离，均设定为 0.1mm。透镜到像面的距离使用了 Pick-up solve，以确保和前面的物面到透镜的距离之间相等。整个系统应具有空间反演对称和轴对称性。 系统孔径光阑设定为根据光阑尺寸浮动，光阑设定在第一个透镜的后表面。这就意味着系统的孔径光阑由透镜的实际孔径决定。光纤的模式在这个系统中传输的过程中，就有可能受限于透镜的实际孔径。 使用旁轴高斯光束计算可以获得对系统性能初步的了解。根据康宁的产品参数表，光纤在 1.31μm 波长下的模场直径为 9.2±0.4μm。因此，我们按照下图所示的情形设置旁轴高斯光束计算。从上图我们可以看出表面 3 上的 1/e2 光束直径是 65μm，而表面 4 是 70μm。 使用 GBPS 优化操作数可以优化光纤和耦合镜头之间的距离。根据系统的上述对称性，我们知道，高斯光束束腰的最佳尺寸是 4.6μm，因此，优化函数就只有简单的一行。优化后给出的光纤到透镜之间的距离为 0.117mm。 单模光纤耦合计算方法提供了更加有力的用来分析具有高斯分布的光纤模式的能力。它会执行两种计算：能量传输计算和模式耦合计算。相关的 Zemax 文件为 optimization.zmx。 本文档提供了一个完整的 Zemax 模拟单模光纤光束耦合的范例，展示了如何使用 Zemax 软件来设计和优化单模光纤耦合系统。该系统使用 SUSS MicroOptics FC-Q-250 微透镜阵列来耦合两根康宁（Corning）SMF-28e 光纤。