[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) V< ]l=JOd  
LBs:O*;  

图片:光斑.jpg

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光路layout如下 9~FB^3Nz_  
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图片:光斑-1.jpg

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再麻煩各位了 &q?A)R  
5*#!w1X  

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)  D`t }V  

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E  
謝謝您的幫忙，我學習很多!

jeep168917:附上檔案
[图片] Lx-ofN\  
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？ 6]i"lq
b  
....... (2015-02-03 17:22)  {gE19J3  

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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] SwV{t}I  
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？ ]}2+yK  
....... (2015-02-03 17:22) w66iLQ\@  

ahNpHTPa  
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。 (tV/.x*G  
G(F}o]  
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。 q]
3bGO;  
Jg=[!j0(  
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。 v*'dA^Q  

再加一面凸透鏡

jeep168917:附上檔案
[图片] J?VMQTa/+  
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？ ASA ]7qyO  
....... (2015-02-03 17:22)  -I dW-9~9  

E Dh$UB
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回9樓 aQzDOeTi  
6 axe  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm Z
i'}qs$v  
A=8%2UwI  
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。 b
+/z,c6w  

1\u{1 V  
] Hiw+5n  
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？ q0t}  
Y%zYO  
Crg@05Z  
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? FTJvkcc?m  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 &=>|?
m8  
pB;8yz=  

jeep168917: 4NDT5sL  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 Xf6\{  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm kJNu2S  
[图片] La8D%N  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm g$T% C?  
[图片] h {M=V  
....... |y DaFv  

(X/dP ~  
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 1JY3c M  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm -m_H]<lWZ  

图片:1.4.jpg

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若是obscuration aperture radius = 1.65 mm zc&i 4K  

图片:1.65.jpg

ftccga  
|`Q2K9'4bL  
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`S?2i2H  
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 ,A;wLI  
"#
=WD  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm )|`w;F>  

图片:1.jpg

A ^X1  
!w{(}n2Wq  
不知道是否我模擬上有問題 W3]?>sLE*  
6rh^?B
  
VL/KC-6  

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。 ?f4jqF~Fh  

q#*b4q {  
M:cW/&ZJ  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 gYW  
7cly{U"  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 9q>rUoK^  
Y<[jUe`O;