[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) m*1=-"P  
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光路layout如下 '>Z Ou3>  
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再麻煩各位了 Ae"B]Cxb_X  
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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)  Zv-#v  

(<|,LagTuc  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] HAwdu1$8  
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？ XlLG/N  
....... (2015-02-03 17:22)  TXdo,DPv7  

cDS\=Bf  
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] 8OKG@hc  
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？ ^D<CoxG  
....... (2015-02-03 17:22) r4pX47H  

tL3R<'  
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。 oUwo!n}  
3m= _a  
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。 +j{(NwsX  
b"uO BB  
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。 <pfl>Uf  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] "iA0hA  
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？ k5I;Y:~`  
....... (2015-02-03 17:22)  #B;P4n3  

`Gqe]ZE#"  
回9樓 BB6[(Z  
moM?aYm  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm O;H6`JQ
 
au{)5W4~  
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。 ON,[!pc  

MgeC-XQM  
g-eJan&]N  
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？ (/A.,8Ad  
MTu\T  
fx;rMGa  
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? hY`<J]-'`  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 ~/L:$  
S%iK);  

jeep168917: v.RA{a 9  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 /`m*PgJ  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm ]WMzWt:L  
[图片] @fA{;@N  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm {iyJHY  
[图片] &k'<xW?x  
....... t^&hG7L_m,  

B2NIV
7  
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 *$O5.`]  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm 9 m8KDB[N  
3[Q7'\  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm )"?'~5A  
%f<>Kwr`2  
X0L\Ewm  
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 0:Bpvl5  
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 /SJ><  
#|T"6jJaQ  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm TFOx=_.%i  
[.&JQ  
Q&0`(okb  
不知道是否我模擬上有問題 qMEd R;o  
^W sgAyCB  
Y-8BL  

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。 (xvg.Nby  

iz;5:  
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8?B L  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 0'f\>4B  
S]=.p-Am  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 q{G8Po$z'  
~-NSIV:f