使用ZEMAX序列模式模拟激光二极管光源

存在很多关于发散角的定量定义： 1最常用的定义是，光束发散角为光束半径对远场轴向位置的导数，也就是与束腰的距离远大于瑞利长度。这一定义延伸出发散角概念（单位为弧度），依赖于光束半径的定义。对于高斯光束，光束半径通常定义为处于峰值强度的 1/e2处对应的半径。而非高斯形状的光束，可以采用积分公式。2除了在高斯光束中取处于 1/e2峰值强度处对应的点的角度作为发散角之外，还可以采用半高全宽（FWHM）发散角。在激光二极管和发光二极管数据表格中通常采用。高斯光束中，采用这种定义的发散角是由高斯光束半径确定的发散角的1.18倍。

举个例子，小的边发射激光二极管快轴对应的FWHM光束发散角为30°。这对应1/e2光束发散角为25.4°，很显然为了在不截断它的情况下使这一光束准直需要采用相当大数值孔径的棱镜。很大发散的光束需要采用一些光学装置以避免球面像差引起的光束质量下降。

设定假设LD规格如下：

θ∥ ＝ 11°

θ⊥＝ 25°

高斯函数强度一半时的 “全角 (也就是2FWHM)” 与强度为1/e^2时的 “半角” 的比值之计算方法如下：

α= 0.8493218 * FWHM

因此：

X方向的1/e^2强度的发散角角为11° ×0.85 ＝ 9.35°

Y方向的1/e^2强度的发散角为25° ×0.85 ＝ 21.25°

因为Vignetting Factor是在入瞳坐标上定义的，需计算光束投影到平面上时，半径的比值：

tan(9.35°) ＝ 0.1647

tan(21.25°) ＝ 0.3889

0.1647 / 0.3889 ＝ 0.4235

因此如果在Vignetting Factor中输入VCX = 0.5765，就可以产生一个0.4235：1的椭圆形光束。

现在请在SystemExplorer > Aperture中输入如下的Object Space NA=sin(21.25°)=0.3624，并设定Gaussian Apodization以及Apodization Factor = 1。