Es bien sabido que el etendue de un sistema óptico no se puede disminuir, es decir, el brillo de una fuente no se puede aumentar simplemente usando lentes para tratar de enfocar algo con mayor precisión.
Sin embargo, me interesa saber si los elementos ópticos siempre disminuirán el rendimiento al peor nivel posible, es decir, si tengo una lente con apertura numérica (NA) = 0.5, ¿significa esto que seguirla con cualquier elemento con NA < 0.5 dará como resultado pérdidas (¿independientemente de la fuente de iluminación de la lente?)
Dicho de otra manera, digamos que estoy tratando de acoplar la luz de una fibra multimodo a otra. Cada fibra tiene el mismo diámetro de núcleo (supongamos una fibra multimodo grande con un núcleo de 100 um y NA=0,3). Si utilizo lentes para colimar la salida de una fibra y otra lente idéntica para enfocar la siguiente fibra, ¿se reducirá la eficiencia de acoplamiento si elijo lentes con NA > 0,3?
O, ¿no habrá pérdida de eficiencia de acoplamiento ya que la fuente de luz en las lentes de alto NA (NA=0.5) es una fibra con un NA más bajo (NA=0.3)?
Cualquier comentario o referencia sugerida es muy bienvenido, gracias.
es decir, si tengo una lente con apertura numérica (NA) = 0.5, ¿significa esto que seguirla con cualquier elemento con una NA < 0.5 resultará en pérdidas (independientemente de la fuente de iluminación de la lente?)
No. Como contraejemplo simple, considere una fibra con una lente colimadora con una ventana colocada inmediatamente después de la lente. La ventana efectivamente tiene un NA de 0 (longitud focal infinita, diámetro mayor que el haz --> f/# es infinito --> NA es 0), pero no ha perdido nada de luz.
Si utilizo lentes para colimar la salida de una fibra y otra lente idéntica para enfocar la siguiente fibra, ¿se reducirá la eficiencia de acoplamiento si elijo lentes con NA > 0,3?
También no. Si usa una lente con mayor NA que su luz, la luz simplemente no verá esa parte de la lente. Imagina una lente NA 0.3 después de tu fibra. Si ahora aumenta el diámetro de la lente (con los mismos radios en cada lado), ha aumentado la NA de la lente, pero su haz lo ignora por completo.
En términos prácticos, su lente debe tener un margen más grande que su haz, de lo contrario, no tiene espacio para defectos mecánicos o de borde.