首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> ZEMAX,OpticStudio -> 雷射光聚焦後光斑 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

jeep168917 2015-02-02 09:16

雷射光聚焦後光斑

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) |nEV Oy>'  
l;BX\S  
[attachment=61355] JQ_gM._3  
aEDN]O95?  
光路layout如下 ,GX~s5S8  
rh`.$/^  
[attachment=61356] VxN64;|=  
R*@[P g*  
再麻煩各位了 d_C4B  
;a#*|vx  
光杆司令 2015-02-02 12:40
你可以看看第一张图下面的数据。如果系统设计达或者接近diffraction limit，那么光斑会像图中所示，此时这个光斑核心部分的特征尺寸为1.22λ(F/#)。
jeep168917 2015-02-02 13:02
光杆司令: ~o@\ n  
你可以看看第一张图下面的数据。如果系统设计达或者接近diffraction limit，那么光斑会像图中所示，此时这个光斑核心部分的特征尺寸为1.22λ(F/#)。 @Y UY9+D&  
:p<kQ4   
[attachment=61357] 't( }Rq@  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ st?gA"5w  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 ]4Y/xi-  
光杆司令 2015-02-02 20:15
jeep168917:[图片] ~,ynJ]_aJB  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ {odA[H  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 S%kS#U${|  
 (2015-02-02 13:02)  cd!|Ne>fe  
HZ }6Q  
你可以放大图片获取第一环带的尺寸，并将其与1.22λ(F/#)比较，如果接近或者只有2-5倍的关系，可以认为是diffraction limit了
jeep168917 2015-02-03 10:20
光杆司令: vZ@g@zB4o0  
你可以放大图片获取第一环带的尺寸，并将其与1.22λ(F/#)比较，如果接近或者只有2-5倍的关系，可以认为是diffraction limit了 aG! *WHt  
R& #tSL  
這樣的系統是好的嗎？　因為目前想利用雷射來鑽孔
光杆司令 2015-02-03 12:59
jeep168917:這樣的系統是好的嗎？　因為目前想利用雷射來鑽孔 (2015-02-03 10:20)  ^.go O]  
CzVmNy)kl  
如果系统性能达到diffraction limit，聚焦光斑最小，有利于钻小孔
jeep168917 2015-02-03 13:25
光杆司令: : c.JhE3D  
如果系统性能达到diffraction limit，聚焦光斑最小，有利于钻小孔 oxz{ ejd{  
m:+8J,jW  
8g~EL{'  
好的！ ..W-76{  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 aP-<4uGx  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm d 8o53a]  
但是為什麼在Paraxial Gaussian Beam Data 看到Sur5 與 Sur6的Beam size是大於2.8呢? ?KE$r~dn  
讓我很困惑 kkCZNQ~I  
[attachment=61396] x/fX`y|(}*  
[attachment=61397] ZKpvDH'  
[attachment=61398] , YW|n:X  
,!#ccv+Vm%  
:aAEJ  
kv{}C)kt3  
&^".2)zU  
K>/%X!RW  
oxfocean 2015-02-03 14:08
贴上源文件吧，大家容易分析。
jeep168917 2015-02-03 14:39
oxfocean:贴上源文件吧，大家容易分析。 (2015-02-03 14:08)  uN*KHE+h  
F9"w6;hh  
沒問題~好的! 謝謝 !
光杆司令 2015-02-03 14:46
jeep168917:好的！ YBYZ=,"d  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 t*z~5_/  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm _{t9 x\=  
....... (2015-02-03 13:25) Y$N)^=7  
H gTUy[(  
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm(直径2.8)相对光斑3.3mm(直径6.6mm)小不少，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。 I}e 3zf>  
 S( S#  
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3.3mm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。 V@>r*7\F  
5>3}_  
回10楼 /,!qFt  
你确定surf5和surf6的中心孔径为1.4mm，然后外面obscure区域足够拦住直径6.6mm的光？如果obscure区域不够大，相当于只有中间一个环带区被阻拦，可能造成1楼图示的情形。同时，surf6上的size也可能为3.3mm。 t*@2OW`!  
~$' \L  
jeep168917 2015-02-03 15:01
光杆司令: SIbDj[s  
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm相对光斑2.8mm小很多，所以有明显的diffraction效应，这样就能解释为什么你前面的图中呈现多重环带状。 D")_;NLE1  
如果你的扩束系统已经完成设计，并且gaussian beam的参数设置没有问题，这个POP给出的结果说明你的obscuration aperture设置不能太小，接近2.8最好。不然diffraction效应会十分明显，使聚焦光斑的能量分布不均匀，对钻孔不利。 Wf{O[yL*  
,K:ll4{b  
m*$|GW9  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知  ;raN  
piU /&  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 h"H2z1$  
W8lx~:v  
jeep168917 2015-02-03 15:30
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 ?$e9<lsQq)  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm '#(v=|J  
[attachment=61403] C7H/N<VAq  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm }(egMx;"3J  
[attachment=61404] }K8/-d6  
ljK rj  
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 ' B  
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 )5|I_PXB  
C/(M"j M  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm Q5%#^ZdsTd  
[attachment=61405] Z}|(F RVk  
OgF+O S  
不知道是否我模擬上有問題 Ela-,(Glk  
Yq(G;mjM  
*xp\4;B  
光杆司令 2015-02-03 16:22
jeep168917: #M A4  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 m~uOXb  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm ki>~H!zB  
[图片] 9;xM%  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm gNGr!3*)w  
[图片] V] Et wA  
....... gl).cIpw  
R-^96fFBy  
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。
jeep168917 2015-02-03 17:22
光杆司令: jp' K%P  
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。 7hy&-<  
b3YO!cJ  
b|z g<  
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？ )etmE  
JY!l!xH(6  
U:F/ iXz  
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? 2 &Nb  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 mJB2)^33a  
0q\7C[R_  
jeep168917 2015-02-03 17:28
jeep168917:附上檔案 *sQcg8{^  
[图片] vFrt|JC_{  
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？ 1r r@  
....... (2015-02-03 17:22)  Q '(ihUq*k  
!A8^Xmz"  
回9樓 =\)IaZ  
b4Y8N"hL%  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm +kdySWF  
!~<siy  
所以外圍擋光的區域一定夠大
冰凝0118 2015-02-03 20:05
再加一面凸透鏡
光杆司令 2015-02-03 21:56
jeep168917:附上檔案 m>Ux`Gp+  
[图片] F1|zXg)  
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？ y[HQBv  
....... (2015-02-03 17:22) f[/.I,9U^  
R$b,h  
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。 @vH2Vydu  
^/KfH &E  
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。 |n P_<9[  
lC9S\s  
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。 jW5iqU"{*  
光杆司令 2015-02-03 23:05
jeep168917:附上檔案 ,eK2I Ao  
[图片] PSEWL6=]N  
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？ JX&~y.F  
....... (2015-02-03 17:22)  ' fl(N2t  
@H4wHlb  
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 2015-02-06 22:00
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)  *eMLbU7  
r"6lLc  
謝謝您的幫忙，我學習很多!
查看本帖完整版本: [-- 雷射光聚焦後光斑 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计