LD的光束通常发散角度很大,光束不是圆形,而是椭圆的型态,且X与Y方向上焦点位置不同,即所谓像散 (Astigmatism) 的特性
X方向的FWHM为25°
Y方向的FWHM为40°
FWHM:光束在两侧的强度降到最大值一半时的散角
转化为1/e^2时的角度:
X方向的1/e^2强度的半角为25° × 0.85 = 21.25°
Y方向的1/e^2强度的半角为40° × 0.85 = 34°
转化为NA:
X方向的NA为 sin(21.25°) = 0.362
Y方向的NA为 sin(34°) = 0.559
在系统参数中输入如下:
接下来使用渐晕来生成椭圆光束:
tan(21.25°) = 0.389
tan(34°) = 0.675
0.362 / 0.559 = 0.576
在渐晕系数中输入VCX = 1 - 0.576 = 0.424,就可以产生一个0.576:1的椭圆形光束
把面0的厚度设置为100
打开几何图像分析,设置如下
把伪彩色改为X和Y截面
在Y = 100 x tan(34°) = 67.5 时,强度降到了1/e^2
在X = 100 x tan(21.25°) = 38.9时,强度降为1/e^2。
X方向上的1/e^2强度半角为θx
Y方向上的1/e^2强度半角为θy。
色散长度为t,M是放大率,t1与t2互为Y方向上的物与像关系,而φy是理想柱状透镜的屈光力
M = tanθx / tanθy
t1 = t / (M + 1)
t2 = M * t / (M + 1)
φy = 1/t2 - 1/t1 = (M + 1)^2 / (M * t)
假设
θx = 21.25°---NA = sin(21.25°) = 0.362
θy = 34°
t = 0.1 mm(假设)
计算后,得到:
M = 0.5765
t1 = 0.06343
t2 = 0.036957
φy = 43.11
根据计算结果设置参数
打开几何图像分析
像距 (第1面与IMAGE面的距离) 为0.1 mm时的光束分布:
距离修改镜头数据即可
像距 (第1面与IMAGE面的距离) 为0.2 mm时的光束分布:
像距 (第1面与IMAGE面的距离) 为1 mm时的光束分布:
X方向的1/e^2强度约落在0.4,而Y方向的1/e^2约落在0.675,与两方向散角的正切值吻合