多模光纤耦合

概要

本文展示了利用几何图像分析特性来计算多模光纤耦合效率的方法。

文中实例文件可通过以下链接下载：http://customers.zemax.com/ZMXLLC/media/Knowledge-Base/Attachments/11005_multimode-fiber-coupling.zip

我们可以使用OpticStudio中的几何图像分析（Geometric Image Analysis）来计算多模光纤的耦合效率。

如果想使用几何光线来模拟多模光纤耦合，那么光纤的纤芯直径至少要比波长大10倍以上，这样纤芯可以支持很多很多的横模。 如果光纤是可以传播二阶或三阶模的少模光纤，那我们必须使用物理光学来进行光纤耦合分析。 在这篇文章中，“多模”定义为光纤支持太多种横模了，以至于光纤可以被视为一个导光管。

当在物面上定义了一个具有确定尺寸和形状的扩展光源后，几何图像分析可以生成任何表面的辐照度分布。此外，如果光线入射到待测面时的角度大于设定的阈值时，它可以过滤掉这部分光线。使用示例文件，我们将演示如何使用几何图像分析功能来计算多模光纤耦合效率。

下载并打开本文示例文件。该系统模拟的是将光耦合到纤芯半径为0.1 mm、数值孔径为0.2的多模光纤中。现在，我们先暂时忽略空气与玻璃分界面上(包括光纤上的分界面)产生的菲涅尔(反射)损耗。

纤芯的尺寸是通过在图像表面上指定半径为0.1 mm的圆型孔径来模拟的。在此文件中，孔径类型为“浮动（Floating）”，圆型孔径的大小是用像面的半径来控制的。