高斯切趾计算宏分享

古德曼

切趾因子表示高斯光束振幅的递减率，光束振幅是径向光瞳坐标的函数，表达示为A(p)=exp(-G*p^2)。G就是切趾因子，也称为分布因子，p为归一化光瞳坐标。如果G=0，那么光瞳照明是均匀的。如果分布因
子是1.0,那么光束振幅在入瞳边缘就会已降为l／e点。（它表示光强度为e的平方分之l，大约是峰值的13％）。分布因子可以是大于或等于0.0的任意值。不建议采用大于4.0的值。因为如果光束振幅在边缘下降太快，许多计算中采样的光线就会太少以至于不能产生有意义的结果。（来自zemax手册）
补充：
对于高斯光束，有一个束腰w，若设置束腰w=入瞳半径EPD/2，那么G=1。实际关系则是G=1/(w/(EPD/2))^2。例如，EPD=30，w=5，则G=1/(5/15)^2=9。

wilhelm

古德曼 发表于 2018-8-27 09:46
切趾因子表示高斯光束振幅的递减率，光束振幅是径向光瞳坐标的函数，表达示为A(p)=exp(-G*p^2)。G就是切趾 ...

针对补充的内容提出一些疑问：
我认为这里考虑的是呈高斯分布的几何光线，切趾因子可以描述以归一化光瞳为坐标下的光强递减率。并且这里定义的是序列模式中系统设置里点光源的分布，和高斯光束的束腰是没有关系的。
如需换算的话我觉得可以用高斯光束的远场发散角定义物方孔径角，同时G取到1%光强为边界，大约在2-3之间。

古德曼

wilhelm 发表于 2018-8-27 10:18
针对补充的内容提出一些疑问：
我认为这里考虑的是呈高斯分布的几何光线，切趾因子可以描述以归一化光瞳 ...

没错，上述模拟的是高斯光束的平行光（object的thickness为infinity），是几何光学范畴。若要模拟物理光学，直接使用zemax 提供的“physical optics”即可，没必要在设置“Aperture”相关参数了，当然也包括切趾因子。

wilhelm

古德曼 发表于 2018-8-27 10:32
没错，上述模拟的是高斯光束的平行光（object的thickness为infinity），是几何光学范畴。若要模拟物理光 ...

恩，同意。如果想要准确模拟高斯光束，使用物理光学传播会更加准确。

personking

楼主，我按照以下步骤输入的
第一步，输入一个想要定义的边界光强百分比，输入0.135；
第二步，输入想要的发散角半角。输入对应边界强度下的发散角3.78°；
第三步，输入高斯切趾因数G=1；
结果返回超出90°了，是不是我用错了？

十一月的萧邦

wilhelm 发表于 2018-8-27 09:45
ρ是归一化光瞳，normalized pupil coordinate是归一化光瞳坐标，当横坐标为归一化光瞳的时候改变高斯函 ...

感觉你这个图有点问题，有点误导。横坐标是角度的情况下，在固定NA即固定发散角度时，你修改切趾因子G，在当前NA下的边缘光线处的光强肯定发生改变的，怎么能说只修改G不改变高斯分布曲线形状呢？G变大之后，边缘光线处的光强降低，不就说明了高斯分布曲线的锐利程度发生变化吗？