[求助]雷射光聚焦後光斑 [复制链接]

想請教，為甚麼雷射光束通過擴束鏡之後，再加一面凸透鏡讓光束聚焦，但光斑的能量分布會是一環一環的，如下圖(用Physical Optics Propagation模擬雷射光束) +Rq7m]  
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光路layout如下 %CaF-m=Pq  
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再麻煩各位了 |]
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光杆司令:以上很多观点都是自己的理解，可能有误，希望你了解；我会尽自己的能力，尽量给你正确的帮助~ (2015-02-03 23:05)  *iW$>Yjb  

|Je+y;P7  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片]  9g*MBe:  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ W]v[Xm$q  
....... (2015-02-03 17:22)  e!5nz_J1}  

#^bkM)pc  
以上很多观点都是自己的理解，可能有误，希望你了解；我会尽自己的能力，尽量给你正确的帮助~

jeep168917:附上檔案
[图片] yKO84cSl  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ q4$R?q:^  
....... (2015-02-03 17:22) <?P UF,  

N1Y*IkW"  
你应该查看zemax manual的条目Gaussian Size+Angle，然后根据laser的divergence和在beam expander第一面(surf1 in LDE)上的size计算相应数据，然后设置pop参数。 [Bp[=\  
%HuQc^  
即使自己输入数据，但是waist to beam为0时，本质上存在θ=λ/πω0的关系，所以size与angle是相关的，不能随意输入。 ??rx\*,C</  
>R?EJ;h  
当waist to beam为z时，还需要考虑z=zr*sqrt((ω/ω0 )^2-1)，计算出相应数据。详细内容请仔细阅读ZEMAX manual。 x#e(&OjN7  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] `"(7)T{  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ >6ch[W5k@  
....... (2015-02-03 17:22)  wGISb\rr  

s&y  
回9樓 m98k/w_  
m^T$H_*;  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm v_5DeaMF'  
$z@e19gT  
所以外圍擋光的區域一定夠大

光杆司令:
首先，下载了你的zmx文件，没有得到上面三幅图的结果；其次，你的POP参数设置有误，当你surf to beam是0时，surf1就是waist所在的平面。Gaussian Size + angle中的Size与Angle的关系如下：θ=λ/πω0。它们不是互相独立的。 5>A3;P  

ix!u#7  
f4g(hjETbu  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ dc?Yk3(Y  
kN]#;R6  
^x/0*t5};z  
再者，我在POP上設定Gaussian Size的話，在代入θ=λ/πω0就可以得到angle嗎? e2B~j3-?z  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 o@pM??&x  
Vx0V6{JX  

jeep168917: em W#ZX  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 T!*7G:\f"  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm hB^"GYZ  
[图片] )8N/t6Q  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm RdY#B;  
[图片] .[_&>@bmrP  
....... Q;^([39DI  

t)v#y!Ci"  
首先，下载了你的zmx文件，没有得到上面三幅图的结果；其次，你的POP参数设置有误，当你surf to beam是0时，surf1就是waist所在的平面。Gaussian Size + angle中的Size与Angle的关系如下：θ=λ/πω0。它们不是互相独立的。

剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 |0bSxPXn!  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm ; 6zu!  
5&xvY.!27V  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm {&4qknPd%  
K:{Q~+   
n/8fv~zU  
發現，若接近光斑大小來決定 obscuration aperture的尺寸的話，就會出現一環的現象，但奇怪的是，中心點的能量是0，而兩邊有peak o^NQ]BdH8  
而obscuration aperture尺寸越小，則中心點能量較其中，peak power 高，而沒有一環一環的現象 tN0>5'/  
!eO?75/  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm b"Ulc}$/&  
U?rfE(!  
8q0 .yhb  
不知道是否我模擬上有問題 k |Lm;g  
VEn%_9(]  
tJn2:}-s  

光杆司令:
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm相对光斑2.8mm小很多，所以有明显的diffraction效应，这样就能解释为什么你前面的图中呈现多重环带状。
如果你的扩束系统已经完成设计，并且gaussian beam的参数设置没有问题，这个POP给出的结果说明你的obscuration aperture设置不能太小，接近2.8最好。不然diffraction效应会十分明显，使聚焦光斑的能量分布不均匀，对钻孔不利。 $`Ou*  

}cP3i  
a0n F U  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 s810714  
`K@   
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 jy*wj7fj1  
Wt8 RC