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) q 2? X"!  
k!XhFWb  
[attachment=61355] "dh:-x6  
><?BqRm+  
光路layout如下 [Gr*,nVvB  
>um!Eo  
[attachment=61356] xl4=++pu)  
w=b(X q+:  
再麻煩各位了 ,K9f_bv  
_sHK*&W{CT  
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: Q%=YM4;  
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/#)。 P~CrtTss  
_cqy`p@"  
[attachment=61357] Rhgj&4  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ 5OLQw(E  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 q ojXrSb"y  
光杆司令 2015-02-02 20:15
jeep168917:[图片] f[~1<;|-  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ m\0cE1fir  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 *YV S|6bs  
 (2015-02-02 13:02)  :- +4:S  
=]>%t]  
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: EQ >t[ &  
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 \_ow9vU  
@z,*K_AKr  
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)  0s%6n5>  
 )U98  
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: chLeq  
如果系统性能达到diffraction limit，聚焦光斑最小，有利于钻小孔 Bz:0L1@,4a  
<%?uYCD  
Xw(3j)xQ  
好的！ H m8y]>$  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 ;&mxqY8`'  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm O5MDGg   
但是為什麼在Paraxial Gaussian Beam Data 看到Sur5 與 Sur6的Beam size是大於2.8呢? EXHR(t}e  
讓我很困惑 VM;g +RRq  
[attachment=61396] .0 X$rX=  
[attachment=61397] <Kp+&(l,l  
[attachment=61398] t|=n1\=?  
B1,?{Ur  
*`.LA@bHU  
cG(0q[  
*1,=qRjL  
Rp eBm#E2  
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)  0@w&J9yG  
&gJW6 <  
沒問題~好的! 謝謝 !
光杆司令 2015-02-03 14:46
jeep168917:好的！ ?exALv'B  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 "pR $cS  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm t!NrB X  
....... (2015-02-03 13:25) [''=><  
GcPB'`!M  
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm(直径2.8)相对光斑3.3mm(直径6.6mm)小不少，所以有明显的diffraction效应，这样就能解释为什么你前面的图中呈现多重环带状。 \XZU'JIO  
5L/Yi  
如果你的扩束系统已经完成设计，并且gaussian beam的参数设置没有问题，这个POP给出的结果说明你的obscuration aperture设置不能太小，接近3.3mm最好。不然diffraction效应会十分明显，使聚焦光斑的能量分布不均匀，对钻孔不利。 |L*6x S[  
hLu&lY  
回10楼 R65;oJh  
你确定surf5和surf6的中心孔径为1.4mm，然后外面obscure区域足够拦住直径6.6mm的光？如果obscure区域不够大，相当于只有中间一个环带区被阻拦，可能造成1楼图示的情形。同时，surf6上的size也可能为3.3mm。 bDxPgb7N=  
M|5^':Y  
jeep168917 2015-02-03 15:01
光杆司令: UFSEobhg&5  
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm相对光斑2.8mm小很多，所以有明显的diffraction效应，这样就能解释为什么你前面的图中呈现多重环带状。 sIP6GWK$  
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。 9 &?tQ"@x  
7!]k#|u  
&q kl*#]  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 ?,A8  fR  
L>|A6S#y8/  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 zwF7DnW<<  
&k {t0>  
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 KV3+}k  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm 3@#,i<ge:  
[attachment=61403] 2l;ge>D J  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm [xH2n\7  
[attachment=61404] 4.$hHFqS^5  
iyHp$~,q?t  
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 f]^J,L9qz  
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 ]Y/pSwnV  
JN9HT0  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm `jl. f  
[attachment=61405] $ET/0v"V  
Wl^/=I4p#  
不知道是否我模擬上有問題 QyBK*uNdV  
Y?q*hS0!H  
wN%DM)*k  
光杆司令 2015-02-03 16:22
jeep168917: Bjrv;)XH  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 oVZ8p-  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm Ydd>A\v\;  
[图片] -W"0,.Dvg  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm ?@ye*%w_  
[图片] !-}*jm p<  
....... 7Mb t*[n  
("@V{<7(t  
首先，下载了你的zmx文件，没有得到上面三幅图的结果；其次，你的POP参数设置有误，当你surf to beam是0时，surf1就是waist所在的平面。Gaussian Size + angle中的Size与Angle的关系如下：θ=λ/πω0。它们不是互相独立的。
jeep168917 2015-02-03 17:22
光杆司令: ZvKMRW  
首先，下载了你的zmx文件，没有得到上面三幅图的结果；其次，你的POP参数设置有误，当你surf to beam是0时，surf1就是waist所在的平面。Gaussian Size + angle中的Size与Angle的关系如下：θ=λ/πω0。它们不是互相独立的。 ,5"]K'Vce  
32FGDM  
G&H"8REm  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ EQhV}9  
Qg.:w  
PGhZ`nl  
再者，我在POP上設定Gaussian Size的話，在代入θ=λ/πω0就可以得到angle嗎? ,(=]6V  
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 ymCIk /\  
;i?!qB>baX  
jeep168917 2015-02-03 17:28
jeep168917:附上檔案 2H "iN[2A  
[图片] uy:=V }p  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ tY=TY{RY  
....... (2015-02-03 17:22)  d vxEXy  
ptQ (7N  
回9樓 (*BW/.Fq  
H12@12v  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm n82Q.M-H  
J,Ap9HJt  
所以外圍擋光的區域一定夠大
冰凝0118 2015-02-03 20:05
再加一面凸透鏡
光杆司令 2015-02-03 21:56
jeep168917:附上檔案 4&fnu/,Z  
[图片] U$uO%:4%  
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？ @x +#ZD(  
....... (2015-02-03 17:22) G|_aU8b|t  
kELyD(^P`  
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。 K~T\q_ZPZ  
[rU8 #4.  
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。 _<Yo2,1^  
q(^J7M)  
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。 [bJnl>A  
光杆司令 2015-02-03 23:05
jeep168917:附上檔案 @rE )xco  
[图片] ?I#hrv@  
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*33k'=;F  
....... (2015-02-03 17:22)   j)6B^!  
tN> B$sv  
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)  bNpIC/#0K  
'S4EKV]  
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 © 2005-2024 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计