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    [讨论]聚焦光斑直径 高斯vs艾里斑 [复制链接]

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    离线lyzhab
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-22
    假设一直径为d、波长为lambda的准直光束(可设为高斯型,理想情况下光束质量M=1),入射到一个焦距为 f 的傍轴薄透镜上(光斑远小于透镜的通光孔径),在透镜的焦平面聚焦,发现两种不同方法算出来的聚焦光斑直径结果差别非常大: A$TF a:O|  
    1、考虑艾里斑:2*1.22*lambda*f/d; M*F`s& vM  
    2、4/pi * lambda*f/d Ljk0K3Q6>  
    请问应该用哪个公式才正确呢?
     
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    离线lyzhab
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    只看该作者 1楼 发表于: 2023-03-22
    从网上的资料来看,感觉做激光加工或OCT成像的多用第2个公式;但一般成像的活用zemax设计的更多考虑第1个公式。两种方法都有在实践应用。。。
    离线oneguard
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    只看该作者 2楼 发表于: 2023-03-22
    对于激光一般使用第二个公式,这个在激光原理相关书籍中都有,表征高斯光束的聚焦。但第二个公式的一个前提是透镜孔径足够大时,否则,需要考虑衍射效应。而第一个公式就是基于衍射极限得出的公式。 3 FLht L  
    离线oneguard
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    只看该作者 3楼 发表于: 2023-03-22
    回 oneguard 的帖子
    oneguard:对于激光一般使用第二个公式,这个在激光原理相关书籍中都有,表征高斯光束的聚焦。但第二个公式的一个前提是透镜孔径足够大时,否则,需要考虑衍射效应。而第一个公式就是基于衍射极限得出的公式。 (1;%V>,L  
     (2023-03-22 16:12)  `xu/|})KI  
    LF_am*F  
    一般激光光束较窄,不考虑衍射就用第二个。而对于照明成像等大光源,扩展光源面积大,可能就用第一个。这是我的理解,也是刚学,不一定对,还请大佬批评指正。
    离线lyzhab
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    只看该作者 4楼 发表于: 2023-03-22
    我之前是根据thorlabs网站上提供的某扫描透镜的入射光斑大小、焦距、波长等数据用式子2算出来后(直径约15um),发现结果与他们网页上提供的数据相差很大才问的他们。一开始下载他们的黑盒子文件也得不到他们网页上的数据,后来按着他们说的看86.5%的能量那里才得到网页上的结果(直径约22um, 比按艾里斑来算的结果28 um 稍稍小一点)。他们的入射光是平常的入射孔径(entrance pupil)的设定,只是选了Gaussian,其他还是光线追迹做的计算。 )\0LxsZ  
    V?+Y[Q  
    在他们的用光线追迹的黑盒子文档里,由于有像差的存在,在较大入射角的时候点列图是逐渐超过艾里斑的范围的。那对实际情况的估算能否以这样一种方式进行: |>AHc_:$$  
    1)对于点列图里的光斑小于艾里斑(28um)的情况,以公式2的结果 15um为准; )x&OdFX  
    2)对于点列图例由于像差引起光斑大于或等于艾里斑的情况,以点列图的光斑计算结果为准?
    在线谭健
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    只看该作者 5楼 发表于: 2023-03-26
    新手学习中呢? L# NW<T  
    离线fengfei10
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    只看该作者 6楼 发表于: 2023-03-28
    看看,思考思考
    离线zhang0925
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    只看该作者 7楼 发表于: 2023-04-08
    回 oneguard 的帖子
    oneguard:一般激光光束较窄,不考虑衍射就用第二个。而对于照明成像等大光源,扩展光源面积大,可能就用第一个。这是我的理解,也是刚学,不一定对,还请大佬批评指正。 (2023-03-22 16:14)  4]$$ar)  
    QirS=H+~  
    这个解释靠谱
    离线lijinxia
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    只看该作者 8楼 发表于: 2023-08-11
    标记一下,需要再来学习
    离线zero_degree
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    只看该作者 9楼 发表于: 2023-08-12
    回 oneguard 的帖子
    第一个公式是用于计算理想高斯光束的,实际照明成像时,并非理想情况,是不适用的。