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[求助] 激光系统聚焦光斑大小计算问题?

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-1-8 09:13
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    [LV.7]常住居民III

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    发表于 2020-2-26 19:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
    现在工作遇到这个问题,通常在设计计算光斑大小时,我用公式:spot=1.83*λ*f/D来计算理论值,在实际球面设计中,用ZEMAX中的DENC操作数读出光斑大小和公式计算出来的数值是比较相符的。
    当我引入非球面时,发现DENC读出的数值和理论计算数值有比较大的差距。我的理解是非球面改变了激光高斯分布的状态,导致此差距。
    我想请问各位大神,在有非球面的情况下光斑大小如何确定,以及这个公式是否还适用。
    当然我的理解也不一定对,还请各位不吝赐教,谢谢!
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-22 23:30
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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2020-2-27 14:44 | 显示全部楼层
    本帖最后由 新生活1992 于 2020-2-27 14:46 编辑

    这个在点列图里利用RMS RADIUS的数值就可以算,比如这个图算出的光斑大小为688.9-683.2+2.25+2.25=10.2mmC:\Users\HXL\Desktopv\微信图片_20200227143915.png

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-1-8 09:13
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    [LV.7]常住居民III

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     楼主| 发表于 2020-2-27 19:00 | 显示全部楼层
    点列图是几何光斑大小,激光需要的考虑衍射效应,要的是衍射光斑大小。
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2014-4-28 09:06
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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2020-2-27 19:08 | 显示全部楼层
    ZEMAX里面可以用POPD的操作数23/24来看呀

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-8-7 00:25
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    [LV.7]常住居民III

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    发表于 2020-9-23 13:45 | 显示全部楼层
    本帖最后由 Ds12345679 于 2022-6-3 21:22 编辑

    我设计一个双波长扫描镜,焦距100,入瞳8毫米,波长0.355 、0.532。计算艾里斑的直径是0.008mm,艾里斑计算公式:spot = 1.83×λ×EFL/F=1.83*0.000355*100/8=0.00812约等于8微米显微镜实测光斑直径是0.01mm,合同约定光斑0.02mm。后来客户反馈光斑直径0.02mm,切陶瓷时有的地方发黑,有的地方发白,产品基本合格。我一直有一个疑惑,光斑到底多大?楼上这位老弟说的方法,我不会用,请您说详细点,指点迷津,结果在那查,谢谢你。
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  • TA的每日心情

    2023-12-26 20:47
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2021-4-15 11:58 | 显示全部楼层
    sophier 发表于 2020-2-27 19:08
    ZEMAX里面可以用POPD的操作数23/24来看呀

    具体怎么操作能分享一下吗,大佬
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    发表于 2022-6-3 13:20 | 显示全部楼层
    这个公式计算出的只是艾里斑的大小,而艾里斑是一个理想物点经过光学系统的成像大小。实际物体或者光源都是有一定尺寸的,不能看成一个理想物点。所以根据艾里斑公式来计算肯定是错误的。应该用高斯光束公式计算聚焦后光斑大小。
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    发表于 2022-6-3 13:44 | 显示全部楼层
    Ds12345679 发表于 2020-9-23 13:45
    我设计一个双波长扫描镜,焦距100,入瞳8毫米,波长0.355 、0.532。计算光斑直径0.008mm,实测是0.01mm,合 ...

    你计算出的8um很明显是光束直径8mm条件下的艾里斑尺寸。实际光斑大小要考虑实际的光束尺寸。而且这个公式不适合用来计算高斯光,计算高斯光要用高斯光束公式,要考虑M2的影响。
    我模拟了一下,波长532nm,光束直径4mm,M2≤1.2,透镜位于瑞利长度范围内时,焦点的光斑直径正好为20um。
    应该和实际情况相符合。
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    发表于 2022-6-3 13:46 | 显示全部楼层
    hikarinokami 发表于 2022-6-3 13:44
    你计算出的8um很明显是光束直径8mm条件下的艾里斑尺寸。实际光斑大小要考虑实际的光束尺寸。而且这个公式 ...

    如果波长是355nm的话,焦点尺寸应该是15um
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    发表于 2022-6-3 21:12 | 显示全部楼层
    本帖最后由 Ds12345679 于 2022-6-3 21:23 编辑

    你计算出的8um很明显是光束直径8mm条件下的艾里斑尺寸。实际光斑大小要考虑实际的光束尺寸。而且这个公式不适合用来计算高斯光,计算高斯光要用高斯光束公式,要考虑M2的影响。
    我模拟了一下,波长532nm,光束直径4mm,M2≤1.2,透镜位于瑞利长度范围内时,
    焦点的光斑直径正好为20um。
    应该和实际情况相符合。
    向你请教计算过程,能展示一下吗?
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