[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) XNK 43fkB.  
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图片:光斑.jpg

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光路layout如下 &8juS,b  
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图片:光斑-1.jpg

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再麻煩各位了 6WCmp,*  
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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)  39'X$!  

Xcs8zT  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] v=8~ZDY  
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？ C5W-B8>  
....... (2015-02-03 17:22)  5VY%o8xXa  

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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] wNlV_  
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？ 1OJD\wc  
....... (2015-02-03 17:22) N'W>pU  

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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。 
f+(w(~O  
;z=C^'  
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。 :/?R9JVI  
.LVOaxT  
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。 Y)-)NLLG;n  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] &:{yf=  
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？ a5+v)F/=  
....... (2015-02-03 17:22)  4'e8VI0  

B=xZkc  
回9樓 Cjb p-  
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我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm ]=$ay0HC  
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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。 <:o><f+  

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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？ \rO>FE  
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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? MQu6Tm H  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 6Z=H>
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jeep168917: ;f\0GsA#  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 o\N}?Z,Kk  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm K
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[图片] c-F&4V  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm \kx9V|A'  
[图片] <Coh &g_  
....... _=b[b]Ec$s  

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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 {r"HR%*u  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm KM6r}CDHs  

图片:1.4.jpg

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若是obscuration aperture radius = 1.65 mm KQk;:1
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图片:1.65.jpg

P)3e^~+A  
(Q@+W|~  
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 I<$lpU_H  
而obscuration aperture尺寸越小，則中心點能量較其中，peak power 高，而沒有一環一環的現象 _$\T;m>'A  
rei<{woX  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm X- zg  

图片:1.jpg

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_\[Zr.y  
不知道是否我模擬上有問題 yuND0,e  
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G2mv6xK'  

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。 /<GygRs  

@n<WM@|l  
x}-rAr  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 C0'Tua'  
Jyvc(
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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 sURHj&:t|  
V]IS(U(