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) ,iVPcza  
?{: D,{+  
[attachment=61355] C,r`I/;  
?Hi}nsw  
光路layout如下 R|1xXDLm*E  
y-#  
[attachment=61356] N\q)LM !M  
Mi}I0yhVm  
再麻煩各位了 ole|J  
)_8}53C  
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: c>ad0xce6  
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/#)。 dEASvD'  
-Z%F mv8  
[attachment=61357] 3J%V%}mD  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ RF_[?O)Q  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 4'SaEsA~  
光杆司令 2015-02-02 20:15
jeep168917:[图片] mDfwn7f  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ QY@u}&m%o  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 B7 HQR{t  
 (2015-02-02 13:02)  zmI5"K"'F  
"tL2F*F"6X  
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: (a.1M8v+Sg  
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 Oz{%k#X-  
d~@q%-`lA  
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)  CO^Jz  
/ty?<24ko  
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: ..W-76{  
如果系统性能达到diffraction limit，聚焦光斑最小，有利于钻小孔 p(JlvJjo  
7 s Fz?` -  
\3XqHf3|o  
好的！ `>lzlEhKV  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 BiwieF4x  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm !>$4]FkV  
但是為什麼在Paraxial Gaussian Beam Data 看到Sur5 與 Sur6的Beam size是大於2.8呢? 5|8^9Oe5  
讓我很困惑 s!+ pL|  
[attachment=61396] Uh6 '$0  
[attachment=61397] Shr,#wwM`B  
[attachment=61398] 3=0E!e  
(bp9Pjw  
,&^3Z  
ZWUP^V  
9N8I ip]w  
`~BZ1)@  
oxfocean 2015-02-03 14:08
贴上源文件吧，大家容易分析。
jeep168917 2015-02-03 14:39
oxfocean:贴上源文件吧，大家容易分析。 (2015-02-03 14:08)   mEG6  
6fo3:P*O  
沒問題~好的! 謝謝 !
光杆司令 2015-02-03 14:46
jeep168917:好的！ v(*C%.M)  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 UDhG :  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm #_lt~^ 6  
....... (2015-02-03 13:25) [b%:.bjY  
GoA4f3  
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm(直径2.8)相对光斑3.3mm(直径6.6mm)小不少，所以有明显的diffraction效应，这样就能解释为什么你前面的图中呈现多重环带状。 [Vd[-  
'1,,)U#6E  
如果你的扩束系统已经完成设计，并且gaussian beam的参数设置没有问题，这个POP给出的结果说明你的obscuration aperture设置不能太小，接近3.3mm最好。不然diffraction效应会十分明显，使聚焦光斑的能量分布不均匀，对钻孔不利。 *n]7  
.)}@J5 P)  
回10楼 )1N 54FNO  
你确定surf5和surf6的中心孔径为1.4mm，然后外面obscure区域足够拦住直径6.6mm的光？如果obscure区域不够大，相当于只有中间一个环带区被阻拦，可能造成1楼图示的情形。同时，surf6上的size也可能为3.3mm。 E$W{8?:{  
Nx{$}  
jeep168917 2015-02-03 15:01
光杆司令: Hm+ODv9  
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。 aM7uBx\8 5  
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。 dt~YW  
sXd8rj:o  
SP|<Tny  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 mxb06u _  
spasB=E  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 M$0u1~K  
\rVQQ|l   
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 1? FrJ6 V  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm VUI|.76g  
[attachment=61403] -s9P 8W  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm %pXAeeSY`;  
[attachment=61404] a_h]?5 :c  
s?ko?qN(  
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 # O4gg  
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 Rq[ M29  
Me6+~"am/  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm +za8=`2o  
[attachment=61405] c1%H4j4/  
0\2\*I}?  
不知道是否我模擬上有問題 : Sq?a0!S  
gKOOHUCb  
- Ij&  
光杆司令 2015-02-03 16:22
jeep168917: Kt0(gQOr0  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 9;xM%  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm <9> vO,n  
[图片] GUQ{r!S  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm )*c> |7G  
[图片] lDmtQk-SN  
....... UU8pz{/  
/t-fjB{=G  
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: }IEb yb  
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。 ^KB~*'DN~s  
{K#NB_*To  
:R):b  
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？ 7j7e61 Ax  
/MQU >&  
[#YE^[*qK  
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? mW%?>Z1=>d  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 9;%CHb&  
f`>/ H!<2  
jeep168917 2015-02-03 17:28
jeep168917:附上檔案 pO<-.,  
[图片] G)>W'yxQ  
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？ *p ? e.%nd  
....... (2015-02-03 17:22)  ngulcv  
,(G%e  
回9樓 _ nT{g  
)_zlrX  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm PU9`<3z5  
XC15K@K  
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 b5ie <s  
[图片] 2?i\@r@E|  
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？ ]S8LY.Az5  
....... (2015-02-03 17:22) V*B0lI7`B  
` DCU>bt&R  
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。 {ctwo X[;  
si/er"&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。 rb_Z5T  
d O A%F$Mk  
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。 OKY+M^PP  
光杆司令 2015-02-03 23:05
jeep168917:附上檔案 d7~j^v)=^  
[图片] Dr 'sIH^  
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？ QFzFL-H~N  
....... (2015-02-03 17:22)  ,+-?Zv 2  
X(GV6mJ4  
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)  YE_6OLW  
{r{>?)O  
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