Zemax物理光学结果和实际试验结果相差太大

萨小甘

如题，用了thorlabs的准直器做的两根光纤耦合，用POP随便算都是90多的耦合效率，实际试验才50多，有没有大佬知道什么原因啊。

196

这个问题问的，一不说仿真计算的条件，二不说实际光路搭建的情况，三不告诉所用的光源和光纤的类型，四没有试验装置的测量数据，上来就这么一问，我估计这个论坛应该没有人能够掐指一算就给你指出原因的。

白米羔羊

按我的理解，ZEMAX的耦合效率，只计算了光纤大小范围的光能量大小，并没有算耦合效率。传统意义的光耦合效率，是指光进入光纤后，经过宏观的距离传输后（至少mm级别）剩余的光能量除以入射光的总能量。这里有一个很关键的问题是，进入光纤的光并不是都能传输的！即使入射角度满足全反射也不行，全反射是必要条件不是充分条件！简单来说，物理光学说，光是一种波，当光波遇到与波长尺寸相当的器件时，要用波动光学而不是几何光学。波动光学说，光纤中光必须满足驻波条件才能传输，否则就会被损耗掉，不管你是不是全反射是不是有吸收。
波动光学的耦合效率，需要用物理光学仿真软件数值计算，有COMSOL，RSOFT，LUMERICAL等等。它们的计算原理是模式叠加积分，首先用BPM或者FDTD计算出波导（光纤）的模式分布，通常取基膜。然后提取入射端口的光场分布（包括振幅和相位），然后进行叠加积分。因此，要做这种计算，需要定义入射光场以及波导的几何结构。
更高级的分析可以参见，http://www.optzmx.com/thread-15858-1-1.html

萨小甘

196 发表于 2021-5-7 09:38
这个问题问的，一不说仿真计算的条件，二不说实际光路搭建的情况，三不告诉所用的光源和光纤的类型，四没有 ...

仿真使用的光纤是SMF-28E，实际是在光学平台上，使用五维位移调整台进行调整，使用的也是SMF-28E的光纤，实际光源使用的是一个ASE宽带光源，测量直接用光功率计，测量接受功率。

萨小甘

白米羔羊 发表于 2021-5-7 10:43
按我的理解，ZEMAX的耦合效率，只计算了光纤大小范围的光能量大小，并没有算耦合效率。传统意义的光耦合效 ...

谢谢，我研究一下，是不是因为这个原因。