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POP光束的发散角

  • 27 July 2021
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在物理光学传播POP中,我应该如何计算光束的发散角?软件中有一个POPD的操作数么?


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物理光学传播中, POPD操作数不能直接返回发散角。

一个推荐的解决方案是在不同的距离处插入2个虚拟面,观察它们的光束尺寸r1r2,然后根据传播时光束尺寸的变化来计算发散角。使用物理光学传播计算光束的大小,操作数为POPD, 数据一栏中X方向和Y方向的光束宽度对应的值分别为2324

对于一个旋转对称的系统,你只需要使用其中一个方向的宽度。

 

使用POPD Data = 23,你可以得到第一表面上的光束半径r1和第二表面上的光束半径r2。如果你测量的光束半径所在的两个表面之间的距离是Δz,那么你可以使用下面的方程来计算发散角:

如果你知道Δz的距离,你可以直接使用以下操作数:

  • POPD(光束大小)
  • GLCZ(表面的z坐标)
  • DIFF(2个操作数相减)
  • DIVI(2个操作数相除)
  • ATAN(操作数的反正切)

计算表面67之间发散角的评价函数可以如下图所示:

​​​​​

 

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我认为还有一个问题在于,对于广义光束来说,发散角并不是一个被很好地定义的概念。

因为对于纯高斯光束,我们可以仅用波长、束腰和光束发散角来描述该光束。如果你在束腰附近有很大的瑞利范围,那么你几乎可以忽略束腰本身,只用发散角在瑞利距离之外的任何两个位置缩放束腰的大小,发散角的作用就像一个圆锥角。

当光束比纯高斯光束更复杂时,Siegman引入了M^2数来定义实际光束比纯高斯光束发散快多少。如果在距离束腰许多瑞利距离之外,我们可以忽略束腰本身,你可以将 有效散度” 考虑为M2*纯高斯散度。但是对于从任意位置到另一个任意位置的传播,发散角的概念并不是一个简单的标量。这就是为什么POPD不直接报告光束发散角的原因: 因为光束确实不存在这样的特性。

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