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光行天下 -> 光學(xué)設(shè)計及經(jīng)驗 -> 聚焦光斑直徑高斯vs艾里斑 [點此返回論壇查看本帖完整版本]

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lyzhab

2023-03-22 11:16

聚焦光斑直徑高斯vs艾里斑

假設(shè)一直徑為d、波長為lambda的準(zhǔn)直光束（可設(shè)為高斯型，理想情況下光束質(zhì)量M=1），入射到一個焦距為 f 的傍軸薄透鏡上（光斑遠小于透鏡的通光孔徑），在透鏡的焦平面聚焦，發(fā)現(xiàn)兩種不同方法算出來的聚焦光斑直徑結(jié)果差別非常大：
1、考慮艾里斑：2*1.22*lambda*f/d;
2、4/pi * lambda*f/d
請問應(yīng)該用哪個公式才正確呢？

lyzhab	2023-03-22 14:35
從網(wǎng)上的資料來看，感覺做激光加工或OCT成像的多用第2個公式；但一般成像的活用zemax設(shè)計的更多考慮第1個公式。兩種方法都有在實踐應(yīng)用。。。

oneguard	2023-03-22 16:12
對于激光一般使用第二個公式，這個在激光原理相關(guān)書籍中都有，表征高斯光束的聚焦。但第二個公式的一個前提是透鏡孔徑足夠大時，否則，需要考慮衍射效應(yīng)。而第一個公式就是基于衍射極限得出的公式。 zk( U8C+

oneguard

2023-03-22 16:14

oneguard:對于激光一般使用第二個公式，這個在激光原理相關(guān)書籍中都有，表征高斯光束的聚焦。但第二個公式的一個前提是透鏡孔徑足夠大時，否則，需要考慮衍射效應(yīng)。而第一個公式就是基于衍射極限得出的公式。 m|G'K[8
(2023-03-22 16:12) 7"C$pm6

一般激光光束較窄，不考慮衍射就用第二個。而對于照明成像等大光源，擴展光源面積大，可能就用第一個。這是我的理解，也是剛學(xué)，不一定對，還請大佬批評指正。

lyzhab

2023-03-22 17:06

我之前是根據(jù)thorlabs網(wǎng)站上提供的某掃描透鏡的入射光斑大小、焦距、波長等數(shù)據(jù)用式子2算出來后（直徑約15um），發(fā)現(xiàn)結(jié)果與他們網(wǎng)頁上提供的數(shù)據(jù)相差很大才問的他們。一開始下載他們的黑盒子文件也得不到他們網(wǎng)頁上的數(shù)據(jù)，后來按著他們說的看86.5%的能量那里才得到網(wǎng)頁上的結(jié)果（直徑約22um, 比按艾里斑來算的結(jié)果28 um 稍稍小一點）。他們的入射光是平常的入射孔徑（entrance pupil）的設(shè)定，只是選了Gaussian，其他還是光線追跡做的計算。

聚焦光斑直徑 高斯vs艾里斑

聚焦光斑直徑高斯vs艾里斑