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) af@R\"N9c  
SI`ems{1>c  
[attachment=61355] /,d]`N!  
@`mr|-Rp@  
光路layout如下 V36u%zdX5n  
HIGTo\]Z  
[attachment=61356] g3|k-  
!w1 acmo<_  
再麻煩各位了 FPb4VJ|xm  
sA~Ijg"6  
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: ,Yn$X  
你可以看看第一张图下面的数据。如果系统设计达或者接近diffraction limit，那么光斑会像图中所示，此时这个光斑核心部分的特征尺寸为1.22λ(F/#)。 ki'<qa  
5g`J}@"k  
[attachment=61357] e= XC$Jv  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ ai<K6)  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 _VB;fH$  
光杆司令 2015-02-02 20:15
jeep168917:[图片] ?es9j]  
要如何知道系統有沒有達到diffraction limit？所以這現象是正常的嗎？ |}: D_TX  
我一開始以為是否為球面像差造成的現象 {qm5H7sL  
 (2015-02-02 13:02)  'X\C/8\  
S] 4RGWn  
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: O_D;_v6Ii+  
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 ^Uldyv/  
x&gS.b*  
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)  E"%G@,|3*  
v?4MndR  
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: Hh.l,Z7i7D  
如果系统性能达到diffraction limit，聚焦光斑最小，有利于钻小孔 54, (;  
{AqPQeNgz  
"npLl]XM  
好的！ C9FQo7   
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 EXYr_$gRs  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm p'IF2e&z  
但是為什麼在Paraxial Gaussian Beam Data 看到Sur5 與 Sur6的Beam size是大於2.8呢? mw&)j R$&  
讓我很困惑 v/WvT!6V`  
[attachment=61396] p/inATH  
[attachment=61397] n6 a=(T  
[attachment=61398] WT>2eMK[  
gEU|Bx/!=  
>~k"C,6  
Q#rj>+?  
ln6Hr^@5  
.`K<Iug1  
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)  ~S,R`wo  
YxUC.2V|7$  
沒問題~好的! 謝謝 !
光杆司令 2015-02-03 14:46
jeep168917:好的！ Ho}"8YEXNV  
再請教一下，我利用Paraxial Gaussian Beam Data 來看每個位置的光斑大小 b) k\?'j  
Sur5 與 Sur6 分別是兩個 Circular Obscuration aperture，並且設定通過孔徑(radius)為1.4mm |a3v!va  
....... (2015-02-03 13:25) h%9>js^~  
cmLGMlFT  
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。 0]3 ,0s $}  
RObo4  
如果你的扩束系统已经完成设计，并且gaussian beam的参数设置没有问题，这个POP给出的结果说明你的obscuration aperture设置不能太小，接近3.3mm最好。不然diffraction效应会十分明显，使聚焦光斑的能量分布不均匀，对钻孔不利。 iYqZBLf{S  
gn2*'_V~3  
回10楼 :!SVpCt3  
你确定surf5和surf6的中心孔径为1.4mm，然后外面obscure区域足够拦住直径6.6mm的光？如果obscure区域不够大，相当于只有中间一个环带区被阻拦，可能造成1楼图示的情形。同时，surf6上的size也可能为3.3mm。 S'Hb5C2u  
yqEX0|V%  
jeep168917 2015-02-03 15:01
光杆司令: o1kTB&E4B  
结合你的LDE数据来看，因为你obscuration aperture尺寸为1.4mm相对光斑2.8mm小很多，所以有明显的diffraction效应，这样就能解释为什么你前面的图中呈现多重环带状。 @U8}K#  
如果你的扩束系统已经完成设计，并且gaussian beam的参数设置没有问题，这个POP给出的结果说明你的obscuration aperture设置不能太小，接近2.8最好。不然diffraction效应会十分明显，使聚焦光斑的能量分布不均匀，对钻孔不利。 [@VM'@e7  
J0ys Z]  
{\1:2UKkr  
我出擴束鏡之後(surf)的光斑大小為3.3mm，由Paraxial Gaussian Beam Data 表可知 Uuxx^>"h\  
KKBrw+)AJ  
只是不知道為什麼Paraxial Gaussian Beam Data的數字不會受到 obscuration aperture改變 |r U?  
 i/vo  
jeep168917 2015-02-03 15:30
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 ~ u)} /  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm e(=() :4is  
[attachment=61403] Fb!Ew`;QT  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm 6"h,0rR  
[attachment=61404] ]9 JLu8GO  
uPT2ga]  
發現，若接近光斑大小來決定 obscuration aperture的尺寸的話，就會出現一環的現象，但奇怪的是，中心點的能量是0，而兩邊有peak  uc<JF=  
而obscuration aperture尺寸越小，則中心點能量較其中，peak power 高，而沒有一環一環的現象 L@5j? N?F  
&<=?O a  
下圖是，obscuration aperture radius = 1 mm o7r7HmA@  
[attachment=61405] o=nF.y  
O"M2*qiH  
不知道是否我模擬上有問題 e9=UTn{!  
] 6X;&=H  
6~!QibA|P  
光杆司令 2015-02-03 16:22
jeep168917: b['v0x  
剛又稍微做了測試，出擴束鏡的光斑大小為 3.31mm 左右 vdcPpj^d5  
若是obscuration aperture radius = 1.4 mm x*sDp3f[*  
[图片] Y?qUO2  
若是obscuration aperture radius = 1.65 mm n) j0h-  
[图片] y9N6!M|'y  
....... MtVvi6T  
%g~&$oZmq  
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: t Davp:M1v  
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。 ,zuS)?  
lQiw8qD  
d'&OEGb<  
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？ B9Mp3[   
+V(^ "Z~  
spTz}p^\O  
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? Qv`: E   
因為Gaussian Size與Angle，是我分別自己輸入的值，不用套用公式 gKcBx6G Q  
-LT!LBnEkf  
jeep168917 2015-02-03 17:28
jeep168917:附上檔案 -b{<VrZ  
[图片] I*^t!+q$  
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？ ?>U=bA  
....... (2015-02-03 17:22)  :hs~;vn)  
NN2mOJ:-  
回9樓 $OdBuJA  
M49l2x=]9  
我是將obscuration aperture min radius = 1.4 max radius = 100 mm LEeA ,Y  
49M1^nMvoo  
所以外圍擋光的區域一定夠大
冰凝0118 2015-02-03 20:05
再加一面凸透鏡
光杆司令 2015-02-03 21:56
jeep168917:附上檔案 z,ERq,g+L  
[图片] K&%CeUa  
那我應該要先修改 surf to beam的值，不太可能是0，因為我是由雷射出光後，打到擴束鏡(surf1)，對嗎？ 3~tu\TH6d  
....... (2015-02-03 17:22) }}$@Tij19[  
h#O9TB  
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。 jw=PeT|  
xmcZN3 ){+  
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。 D)ri_w!Q  
$Q8 &TM}E  
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;e8W9M  
光杆司令 2015-02-03 23:05
jeep168917:附上檔案 +n;nvf}(  
[图片] f<@!{y 2Xe  
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？ 6K pq~o   
....... (2015-02-03 17:22)  @Uez2?  
mfQ#n!{ZH  
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)  .c"nDCFVR  
/88s~=  
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 © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计