[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) o@dy:AR  
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图片:光斑.jpg

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光路layout如下 n=`w9qajd  
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图片:光斑-1.jpg

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A/Khk2-:  
再麻煩各位了 m{&w{3pQk  
`Lz1{#F2G  

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)  TC@bL<1  

t]r7cA  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] <s
O?ev[  
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？ c%jsu"  
....... (2015-02-03 17:22)  g)X7FxS,z  

k?o^5@b/  
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] @*CAn(@#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？ LN@lrC7X  
....... (2015-02-03 17:22) }%-UL{3%
 

qgwv=5|  
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。 DkDw>Nx<rs  
T[i7C3QS  
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。 rFKo E%  
W2}%zux  
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。 Q mb[ e>  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] <B]i80.  
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？ q G :jnl  
....... (2015-02-03 17:22)  "
Cyo<|  

@yU!sE:  
回9樓 H y.3ccZ0  
jm#d7@~4  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm l6&v}M  
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1{C  
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。 t5jhpPVf  

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'#4mDz~  
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？ }*}`)rj,  
(;2J(GZ:$U  
e@2Vn? 5  
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? >Dp6@%  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 e\ l,gQP  
VI|DMx   

jeep168917: gK#fuQ$hH  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 bb:|1D  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm |XdrO
  
[图片] @61N[  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm ;YXr
G  
[图片] Pc; 14M  
....... 9oxf)pjw  

*(q8?x0>  
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 8=o5;]Cg  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm eh/OCzWH  

图片:1.4.jpg

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若是obscuration aperture radius = 1.65 mm 3udIe$.Q  

图片:1.65.jpg

\HEo8~TY  
]`H.qV  
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 Vd>.fb\U2  
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 (U(x[Df)  
K2K6  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm GaqG8%.  

图片:1.jpg

!;!~5"0~"  
J9c3d~YW  
不知道是否我模擬上有問題 tskODM0Zf  
EAXU{dRV  
C|@k+^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。 BF|FW  

{;M/J  
q\Kdu5x{  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 H,` XCG  
yS3s5C{C  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 *sVxjZvV  
h l'k_<a*