zemax光纤仿真问题

极北樱花

在zemax非序列模式下进行半导体激光器光纤耦合设计，利用两个不同直径和材料的圆柱体模拟光纤的芯径和包层，在相同的条件下，设置光纤的长度为20mm的耦合效率为99%，设置光纤长度为1000mm的耦合效率为40%，耦合效率的计算方式为光纤出光口的功率/光纤进光口的功率，但在实际的实验中，光纤的长度对耦合效率的影响没有这么大，请问在zemax中出现这种问题的原因是什么？光纤长度设置多少比较符合实际的实验情况？

汉堡炸鸡腿

你的最大光线交点数目和片段数目需要放大一点，不然模拟长度过长光线就不追迹了；

还有一种可能是你设计的光纤不是全反射，每次会漏一部分光，所以长度越长损耗越多，但我觉得你应该是第一种情况

极北樱花

汉堡炸鸡腿 发表于 2023-2-1 11:28
你的最大光线交点数目和片段数目需要放大一点，不然模拟长度过长光线就不追迹了；

还有一种可能是你设计 ...

我是用圆柱体仿真光纤，设置纤芯和包层的材料不一样，纤芯的折射率大于包层的折射率，在zemax的3D图上，没有出现漏光的现象，是需要在仿真纤芯的圆柱体侧面镀上全反膜吗？

汉堡炸鸡腿

极北樱花 发表于 2023-2-2 11:20
我是用圆柱体仿真光纤，设置纤芯和包层的材料不一样，纤芯的折射率大于包层的折射率，在zemax的3D图上， ...

可以试一下全反膜效果怎么样，另外调整光线最大片段和交线数目试过吗，我之前模拟光纤拉长后光线减少就是这个原因。

极北樱花

汉堡炸鸡腿 发表于 2023-2-2 11:33
可以试一下全反膜效果怎么样，另外调整光线最大片段和交线数目试过吗，我之前模拟光纤拉长后光线减少就是 ...

光纤长度为20mm时的耦合效率为99%，增加长度为500mm后的耦合效率为78%，然后调整了光线最大片段和交线数目，耦合效率为90%，再增加光线最大片段和交线数目，效率变化不大，对纤芯镀全反膜，耦合效率为78.6%，变化不大，请问调整光线最大片段和交线数目之后的耦合效率90%与99%之间相差的9%的损失是因为光纤损耗还是因为设置的参数问题？我查的文献很多没有讲这个，希望您能帮忙解答一下

汉堡炸鸡腿

极北樱花 发表于 2023-2-2 14:19
光纤长度为20mm时的耦合效率为99%，增加长度为500mm后的耦合效率为78%，然后调整了光线最大片段和交线数 ...

尝试了一下，确实有你说的这个问题，我用的圆管反射，确实有这个现象，不是很能理解。看探测器上总碰撞数量是正常的（等于模拟光线数目，按这个算效率是1），不知道功率为啥不对劲，感觉有bug；

回家八点半

我用zemax也碰到这个问题了，耦合效率在一定长度内基本不会衰减，然后光纤长度拉长到一定距离后，会快速衰减，但把纤芯设置的大点，这个距离也会变大点。感觉是软件的问题，用Lighttools也有这种情况。要是实验用的光纤不是很长，感觉仿真可以忽略掉他的衰减，直接用短点的光纤仿。

optzmx403

如果你用的常规的多模光纤是混合序列模式，那么以NA0.22为例，靠近外侧的光跟内侧的光经过包层反射汇聚的位置是不一样的，这就造成在仿真中，光线是发散的，不是非常汇聚的（光纤模式没有完整填充）。
实际当中多模光纤的模式基本全部填满（因为光纤本身不是完美的，所以光线到处乱跑~~）
光纤不同位置光纤的实际汇聚情况不一样，自然不同长度的耦合效率在仿真时差距大了

极北樱花

optzmx403 发表于 2023-4-10 13:30
如果你用的常规的多模光纤是混合序列模式，那么以NA0.22为例，靠近外侧的光跟内侧的光经过包层反射汇聚的位 ...

我利用环形面将打在包层中的光吸收掉了，只测纤芯出来的光，他的耦合效率也随着光纤长度逐渐减小，我使用的是非序列，我感觉不像这个原因。

optzmx403

极北樱花 发表于 2023-4-11 14:12
我利用环形面将打在包层中的光吸收掉了，只测纤芯出来的光，他的耦合效率也随着光纤长度逐渐减小，我使用 ...

你说的是absorb吸收掉，而不是反射回去，那么光被吸收了，自然会减少。简单的验证办法，直接在光纤后面放探测器，看随着长度变化时功率是否改变，如果不改变，说明你的光是在多模光纤内无损传输（软件又不知道光纤的损耗程度，默认就是无损耗的，除非是漏光）