[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) +$D~?sk  
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光路layout如下 22"/|S  
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再麻煩各位了 2w67>w\  
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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)  NM_Xy<.~E  

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謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] T7bDt  
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？ hmQ;!9  
....... (2015-02-03 17:22)  AYP*J  

Adma~]T9  
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] yCvP-?2  
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？ QHDR*tB:{  
....... (2015-02-03 17:22) zo| '  

\5iMr[s  
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。 {)jTq??  
:*} -,{uX  
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。 L~+/LV  
S6CI+W  
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。 7M/v[dwL  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] )q66^%;S  
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？ s+?
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....... (2015-02-03 17:22)  _u+ 7>  

VV{>Kq+&,v  
回9樓 1ysQvz  
* bd3^mP  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm <.mH-Y5i  
6`@b@Kd  
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。 `XhH{*Q"X  

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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？ +?Ii=*7n  
QJ3#~GYNr  
Rh ^(91d  
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? E`UkL*Q  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 iCPm7AU  
pY`$k#5  

jeep168917: iT}>a30]B  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 !:&SfPv  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm A0<g8pv  
[图片] J"C9z{[Z&  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm 0vq
VE]C  
[图片] SZF 8InyF  
....... :1A:g^n  

+MX~1RU+  
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 h-96 2(LG  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm d_25]B(  
$5i\D rs  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm Gd 4S7JE  
cg8/v:B  
&V?+Y2  
發現，若接近光斑大小來決定 obscuration aperture的尺寸的話，就會出現一環的現象，但奇怪的是，中心點的能量是0，而兩邊有peak /(^-=pAX  
而obscuration aperture尺寸越小，則中心點能量較其中，peak power 高，而沒有一環一環的現象 l ms^|?  
jlBsm'M<m  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm }k VC]+  
d~aTjf  
p%$r\G-x  
不知道是否我模擬上有問題 GJB+]b-  
L ci?  
SSI> +A  

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。 |~76dxU  

htYfIy{5w  
P=}l.R*1G  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 }D1?Z7p  
%Ok#~>c  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 -n@,r%`UK  
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