[求助]激光器扩束镜求助 [复制链接]

光学设计小白，最近在设计一个激光器扩束镜，基本参数是：激光器532nm，发散角1.2mrad，光斑大小700μm，激光器直接入射一个扩束镜，扩束镜由两个镜子组成，3倍扩束，参数如图1，图2，图3. &E5g3lf  
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为什么出的图是这样的呢（图4）？光束没有发散，反而好像聚焦了，0.35的半直径经过扩束后变为0.094，反而缩小了？ U9MxI%tb  
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求解，谢谢大神。 p9{mS7R9T  

视场和孔径光缆的问题

大家最困惑的地方应该激光输出的位置，既然有发散角，那我们应该如何在zemax把它体现出来，对吗。 第一步，利用束腰计算公式 w =波长/（Π*发散角）。以及瑞丽范围Zr= (Π* w²)/波长。得到一些数据，Zr为117.56mm。得到这个数据是为了仿真过程中是以平行光仿真（最简单）还是以发散角仿真。计算tan(发散角)=（光斑半径）/距离d。计算得到d=291.667>Zr。那么就是要用发散角来设计该案例了，后续可以参考 https://zhuanlan.zhihu.com/p/467053181  这个链接学习，当激光器端设计好之后就该计算扩束镜内容了

sun92:这两个其实是同一个问题：之前的回复中也说过，带有发散角的光束可以建模成视场为发散角范围的平行光的集合；这些平行光相交的地方就是你的出光口，也就是光瞳。 7-fb.V9  
你这个扩束系统就是个望远系统，0视场直径的变化率就是系统的纵向放大率；视场角的变化率就是系统的角放大率。你可 .. (2021-09-16 17:54)  hp|YE'uYT  

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嗯 明白了，感谢探讨。 h<<v^+m  
结贴。 ^^ixa1H<  
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bigowner:多谢指点，根据这个仿真我感觉是正确的，还有几个问题： r
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1、发散角如何体现呢？应该是视场体现吧，我视场设置了0度，正0.3mrad换算成角度是0.01719度，和-0.01719度三个视场，不知道对不对； +R7
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2、我之前的思路是将扩束镜的第一个面当做入曈，不知道出错在哪？ i SQu#p@  
希望能探讨，万分感 .. (2021-09-16 16:39)  T6$+hUM$1  

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这两个其实是同一个问题：之前的回复中也说过，带有发散角的光束可以建模成视场为发散角范围的平行光的集合；这些平行光相交的地方就是你的出光口，也就是光瞳。 XW92gI<O  
你这个扩束系统就是个望远系统，0视场直径的变化率就是系统的纵向放大率；视场角的变化率就是系统的角放大率。你可以多联想不同的系统来理解吧

sun92:你0-1面间距40.75在实际应用中应该是激光器出光口到扩束器第一面间距吧，我之前说的是出光口那个面做入瞳面，所以0-1面物距应该是无穷，1（stop）面到2面间距是40.75,2面是扩束器第一面。再有入瞳直径就是你的光的孔径，不需要在运算。你按这个思路试一下仿真对不对 (2021-09-16 14:04) B`sAk %  

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多谢指点，根据这个仿真我感觉是正确的，还有几个问题： ]/{)bpu  
1、发散角如何体现呢？应该是视场体现吧，我视场设置了0度，正0.3mrad换算成角度是0.01719度，和-0.01719度三个视场，不知道对不对； #lO Mm9  
2、我之前的思路是将扩束镜的第一个面当做入曈，不知道出错在哪？ V28M lP  
希望能探讨，万分感激。 Pc]HP  

bigowner:修改了一下光阑位置，主要是孔径改为了入曈直径，入曈直径是40.75*tan（0.6mrad）*2+700μm=0.7489mm计算出来的，感觉有点意思了，但扩束倍数还是不是3倍，不知道哪里的问题[图片] (2021-09-13 13:44)  [1H^3g '  

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你0-1面间距40.75在实际应用中应该是激光器出光口到扩束器第一面间距吧，我之前说的是出光口那个面做入瞳面，所以0-1面物距应该是无穷，1（stop）面到2面间距是40.75,2面是扩束器第一面。再有入瞳直径就是你的光的孔径，不需要在运算。你按这个思路试一下仿真对不对

sun92:你这个里面因为入射光有发散角所以不会刚刚好是3倍，但是我仿真试过偏差不大（电脑不方便截图）。你方便把你仿真结果贴上看一下吗？ (2021-09-14 20:02)  U~7c+}:c  

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透镜数据中最后一个面，也就是像面的半直径是1.743，显然不是入曈半径0.374的3倍，但是通过系统数据中看，近轴放大率又是3倍，我蒙圈了

起风了:是伽利略结构吗，应选用无焦像空间吧 (2021-09-14 15:54)  0"bcdG<}  

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是无焦的吧

图片:1.jpg

另外，上次回复的透镜数据中也能看出来

sun92: K^<BW
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你这个里面因为入射光有发散角所以不会刚刚好是3倍，但是我仿真试过偏差不大（电脑不方便截图）。你方便把你仿真结果贴上看一下吗？ ,M ^<CJ  

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看下是否有问题， R|87%&6']