Es ist allgemein bekannt, dass die Etendue eines optischen Systems nicht verringert werden kann – dh die Helligkeit einer Quelle kann nicht einfach dadurch erhöht werden, dass versucht wird, mit Linsen etwas stärker zu fokussieren.
Ich bin jedoch daran interessiert zu wissen, ob optische Elemente die Leistung immer auf das schlechtestmögliche Niveau verringern - dh wenn ich ein Objektiv mit einer numerischen Apertur (NA) = 0,5 habe, bedeutet dies, dass darauf ein Element mit einer NA folgt < 0,5 führt zu Verlusten (unabhängig von der Beleuchtungsquelle des Objektivs?)
Anders ausgedrückt, sagen wir, ich versuche, Licht von einer Multimode-Faser in eine andere zu koppeln. Jede Faser hat den gleichen Kerndurchmesser (angenommen eine große Multimode-Faser mit 100 um Kern und NA = 0,3). Wenn ich Linsen verwende, um einen Faserausgang zu kollimieren, und eine andere identische Linse, um in die nächste Faser zu fokussieren, verringert sich dann die Kopplungseffizienz, wenn ich Linsen mit NA > 0,3 wähle?
Oder gibt es keinen Verlust an Kopplungseffizienz, da die Lichtquelle in die Linsen mit hoher NA (NA = 0,5) eine Faser mit einer niedrigeren NA (NA = 0,3) ist?
Alle Kommentare oder vorgeschlagenen Referenzen sind sehr willkommen, danke.
dh wenn ich ein Objektiv mit einer numerischen Apertur (NA) = 0,5 habe, bedeutet dies, dass das Folgen eines Elements mit einer NA < 0,5 zu Verlusten führt (unabhängig von der Beleuchtungsquelle des Objektivs?)
Nö. Betrachten Sie als einfaches Gegenbeispiel eine Faser mit einer Kollimationslinse, bei der ein Fenster unmittelbar nach der Linse angeordnet ist. Das Fenster hat effektiv eine NA von 0 (Brennweite unendlich, Durchmesser größer als der Strahl --> f / # ist unendlich --> NA ist 0), aber Sie haben kein Licht verloren.
Wenn ich Linsen verwende, um einen Faserausgang zu kollimieren, und eine andere identische Linse, um in die nächste Faser zu fokussieren, verringert sich dann die Kopplungseffizienz, wenn ich Linsen mit NA > 0,3 wähle?
Auch Nein. Wenn Sie ein Objektiv mit größerer NA als Ihr Licht verwenden, wird das Licht diesen Teil des Objektivs einfach nicht sehen. Stellen Sie sich ein NA 0,3-Objektiv nach Ihrer Faser vor. Wenn Sie jetzt den Linsendurchmesser vergrößern (mit den gleichen Radien auf jeder Seite), haben Sie die Linsen-NA erhöht, aber Ihr Strahl ist sich dessen völlig nicht bewusst.
In der Praxis muss Ihr Objektiv einen gewissen Rand haben, der größer ist als Ihr Strahl, da Sie sonst keinen Platz für Mechanik oder Kantenfehler haben.