关于光纤耦合的问题
提问：
1.在设置POP参数的时候，Beam Definition里面的X-Sampling和Y-Sampling里面的X-Width和Y-Width分别代表什么，需要根据什么进行设置呢？Waist X和Waist Y需要怎样进行设置呢？
2.在Fiber Data中的Waist X 和Waist Y是代表光纤纤芯的半径么？
在Waist X 和Waist Y设置为0.0046时，耦合效率为42%；
在Waist X 和Waist Y设置为0.01时，耦合效率为66.35%；
在Waist X 和Waist Y设置为0.015时，耦合效率为47.17%；
在Waist X 和Waist Y设置为0.02时，耦合效率为31.3%；
在通常的理解中，应当是纤芯的直径越大，耦合效率也就越高，为什么会出现这样纤芯直径增大，耦合效率减小的情况，还得向您请教。
3. 尝试用光纤耦合工具箱
计算相同的模型，也是一样的问题，
在NAx和Nay都设置为0.09时，计算出的耦合效率为91.58%；但是当NAx和Nay都设置为0.12时，计算出的耦合效率为77.27%；当NAx和Nay都设置为0.15时，计算出的耦合效率为61%；通常认为数值孔径越大，耦合效率也会增大，为什么在这里数值孔径的增大会令耦合效率减小，还请您指点。另外是否NAx和Nay代表的是数值孔径的大小，因为一般单模光纤的数值孔径为0.14左右，可是NAx和Nay通常在单模光纤情况下设置为0.09左右，请问这是怎么计算出来的？
回答：
1. 在POP设置中的X-/Y-Sampling分别表示在X与Y方向上的采样率，X-/Y-Width分别表示在X与Y方向上采样列阵的尺寸。POP是基于波前传播算法的，该波前传播算法从根本上来说是对每一个位置的波前，采用了一个列阵对其进行采样，并通过传播这个列阵实现对波前的传播。关于设置的话，Waist X/Y需要根据您所想要传播的光束的束腰进行设置，具体参数应该是根据您所想要使用的光束来对应的。
2. Waist X/Y可以理解为高斯形式的单模光纤所对应的模场束腰半径，在使用POP的时候可以直接将您单模光纤纤芯的半径直接设置为Waist的值。对于Waist（即纤芯尺寸）越大，耦合效率不一定越高这一问题，是由于在单模光纤耦合计算时，需要考虑到模式匹配造成的，也就是到达接受端的光束需要与接受端光纤的模式匹配（即束腰匹配或是发散角匹配），匹配程度越高，耦合效率越高。具体的耦合效率计算方式是通过重叠积分计算的，您可以在Help文件中搜索Coupling Efficiency找到详细的计算公式。关于这一部分的详细解读，建议客户报名参加我们的激光&光纤设计培训课程，里面有非常详细的讲解及示例。
3. 对于单模光纤耦合工具的耦合效率计算法则，是与POP中一样的，需要考虑模式匹配的问题。这里所使用的NAx/NAy的值是根据之前在POP中所使用的Waist大小而计算出来的。例如，Waist的值为0.0046mm，根据下列公式可以换算出光束或是光纤模式的发散角为约5.18度（波长为0.00131mm）：
再通过NA= n*sinθ且n=1换算出NA大约等于0.09
希望上述回答可以解决您的疑问，如果还有其他问题，请随时联系我们的技术支持团队！
提问：
非常感谢您的耐心解答，对于理解和应用十分有帮助，对于您指点的三点，我想再明确一下：
1. 是否我通过设置POP的 Beam Definition 就可以表征光束，不用再设置光源的参数了？Aperture 和 Field是否可以不用设置了？
2. 根据公式，是否可以通过设置Beam Definition 中的 Waist X 和 Waist Y来表征高斯光束的远场发散角？那么Aperture type 中选取 Object Space NA ，Apodization Type选取 Gaussian是否可以表征高斯光束？与POP有什么区别？
3. 解答2中您提到的Coupling Efficiency的计算公式是否为下式：
回答：
1. 这边从功能的角度为您解释一下。POP即物理光学传播虽然是存在在序列模式当中的，但是其起始光束的定义是在其Beam Definition中进行定义的（但也只是定义了起始的光束而已），与System Explorer中通过Aperture设置给出的光源定义无关。但是在进行POP分析的时候，您还是需要在System Explorer内设置您系统的Aperture，用于定义您光学系统的尺寸；以及定义系统的各个视场，这样才可以在POP中通过选择Field，使得光束从不同的视场位置出射进入系统传播：
2. 根据公式，是可以进行束腰尺寸和远场发散角之间的转换的。需要注意到的是，这里进行的转换仍然是针对于在POP内进行起始光束定义的，与System Explorer内的Aperture设置无关。您也可以通过将光束类型从Gaussian Waist改为Gaussian Angle，直接使用发散角来定义光束：
关于System Explorer内的Aperture Type以及Apodization，是用于定义光线是如何通过系统孔径的，与POP内的光束设置无关。关于Apodization Type以及Factor的使用，我这边节选了关于设为Gaussian时的情况解释，关于更多的解释可以在Help中搜索Apodization：
这个设置的主要目的是在于一些需要使用几何光线建立类似分布来表征高斯光束的情况下使用。举个简单的例子，在进行多模光纤耦合的时候，需要定义发射端多模光纤的出射光线分布，这个时候可以将Apodization定义为Gaussian，并且根据您的需要来定义Apodization Factor。
3.该公式是用于计算Receiver Efficiency的重叠积分的公式，用于表征具体从光学系统的出曈出射的光有多少百分比可以进入接受端光纤。同样的还有System Efficiency，表征有多少比例的光源能量可以到达光学系统出曈。Receiver Efficiency与System Efficiency的乘积才是我们成为Coupling Efficiency的总耦合效率。
系统效率：
