POP（Physical Optics Propagation）是計算光學系統的物理光學傳播。
與之對應的，還有一種是幾何光線追跡法，其算法的基本思路是將與波前垂直的光線作為基本採樣單元，當光線傳播至焦點附近時，將光線還原成波前進行計算。
幾何光線法也能算衍射，但其假設是夫琅禾費衍射進行計算，即觀察點距離光束無窮遠，菲涅爾數=0（菲涅爾數可參考遠場和近場）；
這種計算在有些場合是非常實用的，例如，有大相位差的光線，在物理傳播算法中，基于波前的積分是很難精確計算的，但在幾何光線追跡中，因考慮正負相位的對稱分布，默認可相互抵消。只需將OPD（光程差）>nλ/8的光線忽略掉（n：採樣值，即光線數量），即最初採樣100根光線，最終選用90根「合格」（小相位差）的光線進行計算，因此這種算法比較快，在某些場合（與實際實驗值匹配得較好）是比較實用的；
夫琅禾費畢竟只是菲涅爾衍射的一個特例，不具有衍射的代表性。當我們想對任意相干光束進行分析時，必須使用POP（物理光學傳播），譬如：CWDM比較經典的TFF方案光路中，用4個filters做4路分光，能不能其他光路零件不變，將filters增加至8個甚至更多來合波/分波呢？除去工藝上的問題，單純從光學角度講，因為LD Chip lens的準直範圍即瑞利範圍hold不住呢。
從幾何光路上看，LD chip發出的光經lens準直後是平行光，無論光路走多遠，光線始終是平行的，但是實際光線是發散的，於是用瑞利範圍這個指標規定「光束平行」的範圍。這也是見證幾何光線和物理傳播法有明顯區別的一個典型例子。
POP是直接計算波前，波前通過每一個面都可以直接計算其傳遞函數，但是POP有個很大的缺點：計算速度慢，而且對計算的RAM（RamdomAccessMemory，計算機內存）要求高。
一束採樣為2048*2048的非偏振光束，通過一個普通折射面時的傳播，需要的RAM：
如果算上偏振，RAM值再加64M；
可以腦海中大概估算下，我們的光路要經過多少個光學面？
顯然對複雜光路每個光學面都使用POP也是不現實且沒必要的，當光路衍射效應不明顯時用可以幾何光線法，接近衍射重點區域時再將光線轉換成波前進行POP計算。
然而，實際計算時，軟體也不會知道啥時候到了衍射重點區域？
所以使用POP時，需要定義一個參考量：導向光束（類似導盲犬），如一個簡單的高斯光束，在其傳播一定距離或經過指定光學面時其相位半徑多少？束腰在哪裡？發散角多少？......用來作為實際光束的定位參考。
我們在確定初始光束時，需要明確兩點：
1.採樣點多少？
2.光束寬度定多大？
X-Sampling（採樣）和Y-Sampling是指的X和Y方向的採樣點數，如果是中心旋轉對稱光束的話（如fiber出光），兩者值可以設置成一樣的；如果想將光束的X和Y方向獨立計算（如Chip 發光考量偏振和快慢軸），可以將兩者設置成一樣/不一樣都可以的。
Zemax的採樣點數是2的整數次冪，如32、64、128、256等。
Sampling陣列大小範圍為32x32~16384x16384；
Sampling越大，POP越精確，但計算越慢，且需要的RAM越大。
講個悲催的故事，有次在計算一個付出了好幾天心血的光路時，小熊突然好奇自己的電腦能hold住多大的Sampling？（小熊電腦：Win10/64位作業系統，RAM8G）
於是設置完Sampling後順手點了「save」，再點「確定」就開始了計算。
當我將Sampling從32x32增大到2048x2048時，電腦直接死機了，然後重啟電腦，一打開此文件就默認自動計算，電腦再次死機......最後，小熊只能含淚將此文件移步回收站了，懊惱為啥測試前不單獨存一份備份......
X-Width和Y-Width指的X和Y方向的初始寬度，如上面Sampling的解釋一樣，兩個方向的值可以一樣也可以不一樣。
同樣的採樣數，初始寬度越大，間隔越大；
間隔是起保護帶的作用，啥意思呢？有像差存在時，一個光點成像成一個彌散斑，其尺寸會變大，間隔的存在就是給光束展寬提供足夠空間。打個比方：少女/少男時的你，苗條纖瘦，床的寬度為1.8~2米，遠比你的橫向尺寸大，這就給婚後胖若2人/3人...的你/你們提供了「展寬空間」
初始寬度太小，採樣點之間容易發生「重疊」引入混淆；
初始寬度太大，可能會沒有足夠的通過光束的點來形成合適的採樣（對於"質量較好"的高斯光束，經驗值是將寬度設置為TEM00的6倍）；
極力推薦的是：設置好採樣後，點「Automatic」來自動設置初始寬度；
陣列寬度=間隔x採樣點；
如果保持陣列寬度不變，增加採樣點，則間隔減小；
反之，減少採樣點，則間隔增大；
光束傳播至任意位置處的間隔為：
陣列寬度為：
可以看出，初始陣列寬度保持不變，增加採樣點數可以增大陣列寬度；
波長1310nm，初始陣列寬度46um，採樣點32x32，點間隔1.4um，通過焦距為0.16mm的準直lens，焦平面（焦點處垂直光軸的平面）附近採樣間隔為：
焦平面（焦點處垂直光軸的平面）附近陣列寬度為：4.7x32=150um；
POP返回的數據即POPD（D:Data）多達60+個：
POPD有些數據（如光纖耦合效率、導向光束的位置等）對陣列寬度是不敏感的，進而對採樣不敏感，但是有些數據（如光束寬度、M2值）對陣列寬度敏感，進而對採樣敏感。
光束質心：
光束的第二量（The second moment）定義：
光束寬度：
看出什麼沒有？
光束寬度的定義是跟光束質心Cx相關，但遠離質心部分C-Cx的權重很大，意味著，遠離光束質心部分（即陣列邊緣）的光能量越多，光束寬度的計算將越大，跟實際的偏差越大。
如上圖兩個實際光束寬度相等的光斑，按照這種定義，左側光斑計算的光束寬度更接近實際，而右側光斑計算的光束寬度將遠大於實際值。
所以在計算高斯光束基模時，按照自動設置的採樣是OK的，但是如果計算高階模時，就需要謹慎了。
再來看M2的定義：
λ=1310nm，w0=100um（圖中10um多寫了個0，懶得改了）的基模高斯光束，在空氣中傳播1000mm後，計算其光束寬度和M2值，計算方法如下：
我們把採樣從32~2048增大，來看每種採樣下的光束寬度和M2的值有什麼變化：
（因為光束是旋轉對稱的，即X和Y方向的值是一樣的，所以就不再分開列出了）
可以看出，隨著採樣的增加，初始寬度跟著增加，像面寬度也跟著增加，光束寬度和M2的計算值是維持不變的。
我們做個實驗，使得陣列邊緣也有一部分光束，因此在光束起始點附近加一個直徑100um的小孔使之發生衍射，再來觀察光束加小孔前後的變化：
可以看到，隨著採樣的增加，像面寬度也跟著增加，光束寬度即M2也跟著變，這樣的計算結果顯然是不準確的。
那怎麼辦呢？就沒有辦法了嗎？
辦法還是有的，光束的採樣和寬度，可以在任一表面上做手動調整，即對像面的陣列寬度設置為定值，對光束經過每一個面做重新採樣即可：
當然，這樣的前提是光束質量不至於太糟糕，否則沒辦法計算的，也沒意義。
POP採樣點的本質，是用有限尺寸的離散點來表示光束，有時採樣點設置不合適就沒法準確地代表光束。
關於衍射光束的傳播，Zemax中主要有兩種計算方式：
1.角譜傳播；
2.菲涅爾衍射；
角譜傳播的傳遞函數計算參考的是某一平面波的電場相位；
菲尼爾衍射的傳播函數計算參考的是某一球面波的電場相位；
簡單理解，當球面波的球面半徑無窮大，就是平面波了。
所以角譜傳播傳播針對的是準直光束；
而菲涅爾衍射針對的是發散光束。
菲涅爾數大時，默認選擇角譜傳播；
菲涅爾數小時，默認選擇菲涅爾衍射；
因此採樣方式也採取兩種方式(實踐經驗值)：
兩個瑞利範圍內採樣恆定採樣（光束變化慢）；
其餘區域採樣線性比例採樣（光束變化快）；
如遇特殊情況，像前面光束被小孔截斷了，可以手動選擇重新計算導向光束，輔助POP重新考量用哪種傳播算法更合適，否則就是一切默認了。
如果計算結果看上去非常奇怪和詭異，可以通過一次傳播一個面，挨個調試來找原因。
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