①入瞳直径
(1)EntrancePupil Diameter(入瞳直径)
当物体位于无限远时,可以用它来定义相对孔径,此时的ApertureValue中输入具体的入瞳直径数值,一般选择Lens Units为Millimeters(毫米)。
一般设置为平行光
V=12.5 V=5
或以最大视场发散角为45°发散
(2)ImageSpace F/#(像方F数)
无论物体位于无限远还是有限远,都可以用像方F数来定义相对孔径。
其物理意义是“近轴有效焦距(EFFL)/入瞳直径”,此时在Aperture Value中输入F数。
(3)Object Space Numerical Aperture(物方数值孔径)
当物体位于有限远,可被用来定义相对孔径,其含义为N.A.=n*sin(θ),n为物方介质折射率,θ为高斯边缘光线孔径角,如下图所示:
在Aperture Value中输入N.A.值。
一般看二极管的角度大小来配合设置
假设:二极管发散角
X方向的FWHM为25°
Y方向的FWHM为40°
高斯函数中,FWHM与强度为1/e^2时的 “半角” 的比值之计算方法如下:
a = 0.8493218 * FWHM
因此可得:
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°
换算为NA:
X方向的1/e^2强度的NA为 sin(21.25 degrees) = 0.362
Y方向的1/e^2强度的NA为 sin(34 degrees) = 0.559
首先我们把系统孔径型态 (Aperture Type) 设定为Object NA,然后大小输入较大的Y方向NA 0.559。
Apodization Type设为Gaussian,并且Apodization Factor设为1。这会让光束的强度以高斯分布,并在半角34度的位置强度降到中心最大值的1/e^2倍。
在这里,我们单纯要利用Vignetting参数的功能把光束在X方向上缩小,以模拟椭圆光束。
因为Vignetting Factor是在入瞳座标上定义的,这里需计算光束投影到平面上时,半径的比值:
tan(21.25°) = 0.389
tan(34°) = 0.675
0.362 / 0.559 = 0.576
因此如果在Vignetting Factor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。
让我们在System Explorer > Field中输入如下的Vignetting Factor:
目前为止的系统看起来如果下。
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