簡介：本文討論了如何使用FRED對球透鏡封裝的半導體激光二極管耦合到單模光纖進行準確的建模，這是在光纖通信領域很常見的一個光學系統(tǒng)。該模型演示了FRED傳播相干光場的能力、它的精確激光二極管束(Laser Diode Beam)光源模型以及準確的計算光纖耦合效率。 GmZ2a -M
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在FRED模型中使用的半導體激光二極管是Mitsubishi(三菱) ML725C8F，這是一個InGaAsP / InP多量子阱(MQW)激光器，工作波長是1310nm。Mitsubishi光源說明書定義了輸出光束的在x和y方向的發(fā)散角分別是25和30度（遠場功率分布的全1/e寬度)。沒有提及在x和y焦點位置的任何偏移，所以我們假定它們和光源處的分布是一致的。 o`nJJ:Cxq-
AIw ~@*T 我們在FRED中使用激光二極管束光源類型對激光二極管光源建模，以及設置光源產生相干輸出。 GK { ~n Hi&b NM>?O 圖1. 激光二極管光源編輯
0QBK(_O` 注意到在激光二極管光束光源的設置里面，發(fā)散角由功率的1/e2標準定義。這就要求制造商提供的發(fā)散角要乘以一個開方因子。 ySH io;g9 )Mh5q&ow 圖2. 球透鏡封裝的激光二極管耦合到光纖系統(tǒng)原理圖（側視圖）
:JK+V2B$H 直徑為1.5mm的球透鏡是Mitsubishi激光二極管集成的一部分，它的位置在距離激光二極管發(fā)射表面1.88mm處。 >1q:-^ mzcxq:uZ5 在FRED中使用球形元件基元，就可以創(chuàng)建該透鏡。為方便起見，全局坐標原點選在球透鏡的輸出表面與光軸的交點處。 L"}2Y 3 y S4nB04`= 圖3. 全局坐標原點的定義
Wv30;7~ 值得注意的是，我們使用了FRED的N-BK7模型來定義球透鏡的材料，在1310nm波長處折射率大小是1.5036。 x) R4_ 3
