Zemax操作24--高斯光束的聚焦和传播

Zemax操作24--高斯光束的聚焦和传播基础知识 高斯光束的光束尺寸 w z w0 1 z zr 2 1 2 当 z gt gt zr 光束发散角 w0 zr 为瑞利距离 zr w0 2

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基础知识

高斯光束的光束尺寸:

w(z)= w0 * [ 1+ (z/zr)^2 ] ^1/2

当 z>>zr 光束发散角:

θ = λ / (π * w0)

zr 为瑞利距离:

zr = π * w0^2 / λ

高斯光的曲率半径:

R(z) = z + zr^2 / z

高斯光在瑞利范围内类似平行光束,在瑞利范围之外类似点光源

高斯光聚焦

波长355nm,距离激光器5mm处,光束直径为2mm,光束发散角为 9mrad

由已知计算出 w0=0.0125mm, zr=1.383mm

使用单透镜聚焦,使光束在100mm处尺寸最小

由于传输距离远大于瑞利距离,此时激光要按照点光源模拟

系统波长0.355,孔径类型光栅尺寸浮动,切趾因子1

面2即距离出光口5mm的面,光斑直径为2mm,再利用RANG操作数将发散角定位9mrad


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 优化后面1的厚度变为106.108,即为束腰位置,将面1厚度改为固定

面4的厚度与1和2之和应为100

打开优化向导

打开点列图,可以看到rms半径(中心最亮圈)和geo半径(亮的全部部分)均远小于艾里斑,说明系统在衍射极限内

但是激光在空间中传输会产生衍射现象,该方法没有考虑衍射影响,一般使用其他工具研究衍射效应

验证

使用基于光线的方法优化单透镜

打开一维通用绘图工具

 

 

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