提問：

1.在設置POP參數(shù)的時候，Beam Definition里面的X-Sampling和Y-Sampling里面的X-Width和Y-Width分別代表什么，需要根據(jù)什么進行設置呢？Waist X和Waist Y需要怎樣進行設置呢？

2.在Fiber Data中的Waist X?和Waist Y是代表光纖纖芯的半徑么？

在Waist X?和Waist Y設置為0.0046時，耦合效率為42%；
在Waist X?和Waist Y設置為0.01時，耦合效率為66.35%；
在Waist X?和Waist Y設置為0.015時，耦合效率為47.17%；
在Waist X?和Waist Y設置為0.02時，耦合效率為31.3%；

在通常的理解中，應當是纖芯的直徑越大，耦合效率也就越高，為什么會出現(xiàn)這樣纖芯直徑增大，耦合效率減小的情況，還得向您請教。

3. 嘗試用光纖耦合工具箱計算相同的模型，也是一樣的問題，

在NAx和Nay都設置為0.09時，計算出的耦合效率為91.58%；但是當NAx和Nay都設置為0.12時，計算出的耦合效率為77.27%；當NAx和Nay都設置為0.15時，計算出的耦合效率為61%；通常認為數(shù)值孔徑越大，耦合效率也會增大，為什么在這里數(shù)值孔徑的增大會令耦合效率減小，還請您指點。另外是否NAx和Nay代表的是數(shù)值孔徑的大小，因為一般單模光纖的數(shù)值孔徑為0.14左右，可是NAx和Nay通常在單模光纖情況下設置為0.09左右，請問這是怎么計算出來的？

回答：

1. 在POP設置中的X-/Y-Sampling分別表示在X與Y方向上的采樣率，X-/Y-Width分別表示在X與Y方向上采樣列陣的尺寸。POP是基于波前傳播算法的，該波前傳播算法從根本上來說是對每一個位置的波前，采用了一個列陣對其進行采樣，并通過傳播這個列陣實現(xiàn)對波前的傳播。關于設置的話，Waist X/Y需要根據(jù)您所想要傳播的光束的束腰進行設置，具體參數(shù)應該是根據(jù)您所想要使用的光束來對應的。

2. Waist X/Y可以理解為高斯形式的單模光纖所對應的模場束腰半徑，在使用POP的時候可以直接將您單模光纖纖芯的半徑直接設置為Waist的值。對于Waist（即纖芯尺寸）越大，耦合效率不一定越高這一問題，是由于在單模光纖耦合計算時，需要考慮到模式匹配造成的，也就是到達接受端的光束需要與接受端光纖的模式匹配（即束腰匹配或是發(fā)散角匹配），匹配程度越高，耦合效率越高。具體的耦合效率計算方式是通過重疊積分計算的，您可以在Help文件中搜索Coupling Efficiency找到詳細的計算公式。關于這一部分的詳細解讀，建議客戶報名參加我們的激光&光纖設計培訓課程，里面有非常詳細的講解及示例。

3. 對于單模光纖耦合工具的耦合效率計算法則，是與POP中一樣的，需要考慮模式匹配的問題。這里所使用的NAx/NAy的值是根據(jù)之前在POP中所使用的Waist大小而計算出來的。例如，Waist的值為0.0046mm，根據(jù)下列公式可以換算出光束或是光纖模式的發(fā)散角為約5.18度（波長為0.00131mm）：

再通過NA= n*sinθ且n=1換算出NA大約等于0.09

希望上述回答可以解決您的疑問，如果還有其他問題，請隨時聯(lián)系我們的技術支持團隊！

提問：

非常感謝您的耐心解答，對于理解和應用十分有幫助，對于您指點的三點，我想再明確一下：

1. 是否我通過設置POP的?Beam Definition 就可以表征光束，不用再設置光源的參數(shù)了？Aperture?和?Field是否可以不用設置了？

2. 根據(jù)公式，是否可以通過設置Beam Definition?中的?Waist X?和?Waist Y來表征高斯光束的遠場發(fā)散角？那么Aperture type?中選取?Object Space NA?，Apodization Type選取?Gaussian是否可以表征高斯光束？與POP有什么區(qū)別？

3. 解答2中您提到的Coupling Efficiency的計算公式是否為下式：

回答：

1. 這邊從功能的角度為您解釋一下。POP即物理光學傳播雖然是存在在序列模式當中的，但是其起始光束的定義是在其Beam Definition中進行定義的（但也只是定義了起始的光束而已），與System Explorer中通過Aperture設置給出的光源定義無關。但是在進行POP分析的時候，您還是需要在System Explorer內設置您系統(tǒng)的Aperture，用于定義您光學系統(tǒng)的尺寸；以及定義系統(tǒng)的各個視場，這樣才可以在POP中通過選擇Field，使得光束從不同的視場位置出射進入系統(tǒng)傳播：

2. 根據(jù)公式，是可以進行束腰尺寸和遠場發(fā)散角之間的轉換的。需要注意到的是，這里進行的轉換仍然是針對于在POP內進行起始光束定義的，與System Explorer內的Aperture設置無關。您也可以通過將光束類型從Gaussian Waist改為Gaussian Angle，直接使用發(fā)散角來定義光束：

關于System Explorer內的Aperture Type以及Apodization，是用于定義光線是如何通過系統(tǒng)孔徑的，與POP內的光束設置無關。關于Apodization Type以及Factor的使用，我這邊節(jié)選了關于設為Gaussian時的情況解釋，關于更多的解釋可以在Help中搜索Apodization：

這個設置的主要目的是在于一些需要使用幾何光線建立類似分布來表征高斯光束的情況下使用。舉個簡單的例子，在進行多模光纖耦合的時候，需要定義發(fā)射端多模光纖的出射光線分布，這個時候可以將Apodization定義為Gaussian，并且根據(jù)您的需要來定義Apodization Factor。

3.該公式是用于計算Receiver Efficiency的重疊積分的公式，用于表征具體從光學系統(tǒng)的出曈出射的光有多少百分比可以進入接受端光纖。同樣的還有System Efficiency，表征有多少比例的光源能量可以到達光學系統(tǒng)出曈。Receiver Efficiency與System Efficiency的乘積才是我們成為Coupling Efficiency的總耦合效率。
系統(tǒng)效率：