[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) _bq2h%G=8  
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图片:光斑.jpg

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光路layout如下 ;,&1  
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图片:光斑-1.jpg

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再麻煩各位了 6{I5 23g  
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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)  '89D62\89  

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謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] g4j?E{M?  
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？ N9:xtrJ]_J  
....... (2015-02-03 17:22)  Z:9"7^+  

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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
[图片] Mfuw y  
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？ NHPpHY3^.  
....... (2015-02-03 17:22) d9sl(;r  

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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。 Elh: %dr Q  
{SbA(a?B  
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。 {1>V~e8t  
\ :1MM  
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。 yx4B!U  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] Uq 2Uv  
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？ 5@" bx=  
....... (2015-02-03 17:22)  @tdX=\[~  

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回9樓 e!UR
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我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm Q*+@"tk<  
.L0pS.=LT  
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。 1*S It5?4  

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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？ E D*=8s2  
8)ZWR3)+W  
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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? t }
7hD  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 K~z*P0g*  
9*GwW&M%1_  

jeep168917: H1| -f]!  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 bv9\Jp0c  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm JmrQDO_(  
[图片] 4U<'3~RN  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm :>nk63
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[图片] 5IW^^<kiu  
....... &~pj)\_  

6R%c+ok8i  
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 hz Vpv,|G  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm 3, ,Z  

图片:1.4.jpg

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若是obscuration aperture radius = 1.65 mm ;ZjQy,H%  

图片:1.65.jpg

m{pL< g^M  
g.DgJX&i  
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 jV:U%  
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 GPP~*+n  
X-Xf6&Uz  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm {aGQ[MH\9  

图片:1.jpg

s]L`&fY]O  
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不知道是否我模擬上有問題 5y=X?hF~)  
TUy*wp9  
lxbbyy25  

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。 !m_'<=)B4~  

q#OLb"bTr  
NKGo E/  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 (B$2)yZY  
AqN(htGvx  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 Onot<}K  
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