[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) 0omg%1vt<A  
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光路layout如下 2@ >04]
 
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再麻煩各位了 ,Z;z}{.hq  
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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)  ^ 3LM%B  

PG9won5_  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片]  }Q`Kg8L  
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？ 6*kY7  
....... (2015-02-03 17:22)  j)C%zzBu(  

_+wou(1y  
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] 2l{g$44  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ 9vmH$  
....... (2015-02-03 17:22) 68*h#&  

zW!3>(L/  
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。 Ol~sCr  
ul?'kuYk  
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。 %^p1ax  
k5$_Q#  
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。 :w#Zs)N  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] L~"~C(g  
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？ MBIt)d@Ix  
....... (2015-02-03 17:22)  ``nuw7\C:  

}y(1mzb  
回9樓 SpdQ<]  
}N]|zCEj  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm k:Da+w_'1  
y1p^ &9U  
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。 L'B= =#  

JnQ5r>!>3  
ZjF5*A8l  
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？ \=Rw/[lR  
h}r.(MVt  
|l'BNuiU  
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? :l~Wt7R  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 ;)].Dj9  
ZFpi'u.&  

jeep168917: =XAFW  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 BuwJR Ql.  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm Qmbl_
#  
[图片] P:Nj;Cxh  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm U42B(ow  
[图片] %#gHa  
....... Km/#\$|}  

d^-sxl3}  
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 P`ZYm  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm (}^Qo^Vr  
Gh.@l\|tf  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm h 7x_VO  
O\;R (  
:Ca]
/]]  
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 >S]_{pb  
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 RlW7l1h&  
Wa{()Cz  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm (j*1sk  
ccCe@1RI  
;`p!/9il  
不知道是否我模擬上有問題 335\0~;3  
Xj;\ROBH-  
a d,0*(</  

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。 e1
k\:]6  

8/4Gr8o  
/G>reG,G  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 wu2AhMGmw  
~6hG"t]:  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 BhMHT:m  
)kE(%q:*P$