[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) `7QvwXsH]  
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光路layout如下 g[#k.CuP  
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再麻煩各位了 0kU3my]  
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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)  J4YT)-  

t:\l&R&  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] bG(x:Py&  
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？ 4@6<  
....... (2015-02-03 17:22)  gXt O*Rfqk  

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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
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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？ dZ]Rqr _!  
....... (2015-02-03 17:22) VEs5;]#<2D  

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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。 3-|3`(  
Ur!~<4GO  
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。 [T^?Q%h  
g_aCHEFBv  
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。  hw=GR_,  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] `T&jPA9eY  
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？ 3n;K!L%zMT  
....... (2015-02-03 17:22)  h2Bz F  

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回9樓 |j~lkzPnV  
5&!c7$K0  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm O XP\R  
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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。 /#NYi,<{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？ "UFs~S|e  
ENVk{QE!  
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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? CTa#Q,  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 YIhm$A"z0"  
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jeep168917: ,Y?sfp  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 {gA\ph%s  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm /v|"0  
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若是obscuration aperture radius = 1.65 mm mffn//QS  
[图片] B&+`)E{KB  
....... _\PNr.D8  

Qp"y?S  
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 |6UtW{2I/  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm h)1qp Qj  
k:2QuG^  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm R+q"_90_  
{8,<ZZ_  
O1 .w,U   
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 hUQ,z7-  
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 & gJV{V5Ay  
`b8v1Os^2  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm '
\~$dtI$  
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G$'jEa<:u  
不知道是否我模擬上有問題 SvN9aD1  
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g-`~eG28D5  

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。 6"c1;P!4   

pLMRwgzr  
g8!wb{8?s  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 f84:hXo6  
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只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 ^QuiH'  
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