高斯光束是波動光學中的重要光源，它在聚焦時可以形成盡可能小的光點，根據聚焦角度的不同，可被分為近軸和非近軸兩種類型。近軸高斯光束理論由Kogelnik和Li提出，并在COMSOL Multiphysics軟件中得到廣泛應用。然而，對于非近軸高斯光束，理論研究則較為復雜。從COMSOL 5.3a版本開始，該軟件引入了非近軸高斯光束背景場功能，特別是從5.5版本開始，增加了包括倏逝分量在內的完整公式，使得這一理論更加完善。倏逝分量對于高度非近軸高斯光束的計算尤為重要，可以準確地計算場的一部分。非近軸高斯光束的公式由傳播分量和倏逝分量兩部分組成。傳播分量在COMSOL 5.3a版本中已被引入，而在5.5版本中，倏逝分量的加入使得公式更加完整，可以準確計算非近軸高斯光束場的一小部分。在沿z軸傳播的全矢量場中，根據偏振的選擇，存在不同的表示方法，其中包括了角譜公式。通過角譜公式，可以實現對不同傳播角度的平面波求和，從而形成高斯光束的三維圖。在實際應用中，高斯光束通常在焦平面中選擇角譜函數，并假設為高斯分布，以實現對光束特性的精確描述。在COMSOL Multiphysics軟件中，可以使用物理場節點來定義非旁軸高斯光束背景場的設置。需要注意的是，非近軸高斯光束在焦平面附近的橫向模式并非完美，存在縱向分量的小量存在。在實現非近軸高斯光束的數學公式時，必須進行數字化和數值處理。為了防止混疊現象，需要合理設置波矢數和最大橫波數。波矢數決定了傳播角度的數量，通常設置為51以滿足二維情況的需求。最大橫波數則定義了縱向波數的范圍，通常設置為2*ewfd.k0，以確保數值計算的準確性。比較帶傳播分量的近軸平面波、帶倏逝分量的平面波以及高度非近軸平面波的展開結果，可以清楚地看到近軸和非近軸高斯光束之間的差異主要發生在橫向焦平面附近。此外，通過對比亥姆霍茲方程的誤差，可以直觀地看出非近軸高斯光束的嚴格公式在精確性上的顯著改進。綜上所述，通過在非近軸高斯光束背景場中加入倏逝分量，實現了對高斯光束場的更全面和精確描述，從而提高了理論研究和實際應用的準確性。在COMSOL軟件中，通過合理設置參數，可以有效模擬非近軸高斯光束的特性，為相關領域的研究和應用提供了有力支持。