[分享]Ansys Zemax 在OpticStudio中模擬高階激光光束 [復(fù)制鏈接]

本文描述了OpticStudio中可用于描述高階激光束的模型。一旦定義，這樣的光束可以在OpticStudio中使用物理光學(xué)傳播設(shè)計(jì)的任何光學(xué)系統(tǒng)中傳播。由矩形、圓形和橢圓形增益孔徑的激光腔產(chǎn)生的光束可以用可用的Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian和Ince-Gaussian光束模型來描述 lhw]?\  
l+Dl~o}  
簡介 ?VrZ
M  
8 !Pk1P  
一般來說，激光的輸出可以通過求解傍軸波動(dòng)方程得到。這個(gè)方程最常見的解是理想單模高斯光束。其它正交解集的存在依賴于給定系統(tǒng)的對稱性。它們可以用來模擬高階光束模式。 $/90('D  
sOg@9-_Uh  
OpticStudio提供了建模三個(gè)其他解決方案的選項(xiàng)。所選擇的解將描述光束的初始電場分布，然后使用物理光學(xué)傳播(POP)對光束的后續(xù)傳播進(jìn)行建模。 SlB,?R2  
f{xR s-u]  
Hermite-Gaussian模型 _IuEa\>  
]:i :QiYD  
對于矩形對稱的激光諧振腔，即矩形增益孔徑的激光諧振器，用Hermite-Gaussian模型給出了傍軸波動(dòng)方程的合適解。這些模式的電場分布可以用Hermite多項(xiàng)式表示。這種模式可以在OpticStudio中使用POP設(shè)置對話框中內(nèi)置的“高斯束腰”光束定義建模: Rp4EB:*  
A
${b]  
7Fw`s@/%  
L]hXAShmb  
這種模式的基本輸入是束腰在X和Y上的寬度和在X和Y上的階數(shù)。以上設(shè)置演示如何模擬在X和Y方向上具有相同束腰寬度的(0,0)模式,對應(yīng)于一個(gè)單模高斯光束。然而，輸入光束也可以是在X和Y上不對稱的高階Hermite-Gaussian光束，例如: F,Y@  
no- Lx-x  
[_hHZMTH  
Hermite-Gaussian模型通常被稱為TEMm,n模，其中m是光束在X中的階數(shù)，n是光束在Y中的階數(shù)。同樣，高斯光束是TEM00模光束。 xT70Rp(2po  
#P.jlpZk  
Laguerre-Gaussian模型 `2c>M\c4U  
5tT-[mQ*  
對于圓柱對稱的激光諧振腔設(shè)計(jì)，即具有圓形增益孔徑的激光諧振腔，用Laguerre-Gaussian模型給出了傍軸波動(dòng)方程的合適解。這些模態(tài)的電場分布可以用Laguerre多項(xiàng)式表示。這些模式可以在OpticStudio中使用安裝OpticStudio時(shí)提供的“Laguerre beam”DLL建模: }ddwL  
;j])h!8X  
#qXE[%  
該模型的輸入是波束在徑向(n)和方位角(l)方向的階數(shù)、波束腰(wo)和模態(tài)旋轉(zhuǎn)角(phi0)。注意，指定phi0 = 0相當(dāng)于對奇Laguerre-Gaussian模(LGM)建模，而指定phi0 = 90則相當(dāng)于對偶LGM建模。 &dF$:$'s  
A`Q'I$fj  
“Laguerre beam”DLL的源代碼可以在OpticStudio安裝文件夾中找到，默認(rèn)情況下是{Zemax}\DLL\PhysicalOptics。這個(gè)文件夾的位置在File tab...Project Preferences...Folders: #gq4%;  
oJe9H