虚心学习中................
<B>以下是引用<I>st_laser</I>在2005-1-27 16:35:15的发言:</B>
<P>可是根据理论上,聚焦光斑越小,聚焦透镜焦距要越小,根据你的计算方法,好像要聚焦镜焦距大一些,这是矛盾还是我没理解你的意思?</P>
<P>烦再请赐教!</P>
<P>您的这个理论出自何处?
<P>理论上讲,聚焦光斑要求越小,就需要更大的相对口径。这个是光的干涉效应所决定的。相对口径=绝对口径/焦距,在焦距不变的情况下就需要更大的(绝对)口径,或者在绝对口径不变的情况下减少焦距。不过,相对口径大的镜子很难,而且有一个理论限制。相对口径与NA(数值孔径)有一定的关系,在显微镜里,为了增大分辨力,必须增加NA。理论上,长焦透镜完全可以和短焦透镜聚焦一样的好,只不过长焦的不好加工、价格贵。但短焦的就不能在远距离上聚焦,因此就必须用长焦的了。
<P>一个理论上的东西,转化成经验公式:波长为a的光,透过口径为D的透镜(或天线),在距离为L的地方聚焦,则光斑最小为d = a * L / D</P>
<P>干脆写一个过程吧。
制约激光的发散有两个因素,一个是光的干涉,公式见上,另一个是激光源的不理想(并非点光源或平行光源)。前者要用到光的干涉公式来计算,上面我已经给出一个简化的模型。后者很简单,用成像公式就可以。下面举例说明。</P><P>1、条件,808nm的激光管,发光宽度为100um,发散角30度左右
2、需求,在100m处会聚的光斑不大于d = 0.1m。换句话说,发散角要小于0.1m/100m = 1mrad。另外,要求把尽可能的光能发射出去。
3、根据公式d = a * L / D,其中a为光的饿波长、L为镜头到像的距离,D为镜头口径。求得D = a * L / d = 1mm,这个很容易,因此光的干涉不是什么问题
4、为了能会聚激光二极管的发散光,要求镜头有一定的相对口径(光圈),f/2比较合适。f/2.8就有一定损失了,但f/1.4以上的镜头比较难找。
5、根据成像公式,物/焦距=像/距离,即100um / F = d / L,因此焦距 = 100um * L / d = 100mm。换句话说,你需要找一个焦距为100mm、光圈为f/2的镜头才可以达到目的。这样的镜头还是比较好找的,例如摄像机的镜头。</P><P>1mrad并非是一个很高的要求,如果激光是理想的,那么用很小的透镜就可以满足。但正因为激光的不理想,使得我们不得不用大的透镜。</P><P>镜头/透镜问题,普通摄影/摄像镜头并不一定很合适,因为对特定光的透射不一定很理想。最好就是非球面的镀有增透膜的单片透镜。CD上的透镜就是这样的,成本比较低而且光圈大。</P>
谢谢了,可是还有一个更麻烦的问题,要是出射光成一条线,即在外面还要加一个柱面镜,如果口径这么大的透镜前面加柱面镜,那难度是很大的,而且柱面镜一般是整个圆柱体型的。
柱面镜可以加在里面。
15楼的兄弟,请问相对口径(光圈)镜头口径有什么区别?你15楼的留言让我云里雾里!还有数值孔径怎么理解那?不好意思,谢谢赐教
<P>楼上的兄弟,看一下书就知道什么是NA了!</P><P>还有,多谢高手的赐教,很有收获啊!</P>
呵呵,找不到相关书籍,能给介绍下吗??
<B>以下是引用<I>cloudstar</I>在2005-2-16 10:03:41的发言:</B>
15楼的兄弟,请问相对口径(光圈)镜头口径有什么区别?你15楼的留言让我云里雾里!还有数值孔径怎么理解那?不好意思,谢谢赐教
<P>相对口径就是口径/焦距。假设口径10mm、焦距28mm,那么相对光圈就是10/28=1/2.8,称为f/2.8,简称光圈2.8。数值孔径=NA,当折射率=1时,为sin(u),而相对口径为2tan(u)。这东西可以在光学书上找到,但用途不大。</P>
<P>我们有直径6毫米非球面透镜相对口经小于1。直经5毫米光束能聚交在0。02毫米内不知对你是否有用</P>
<P>请问如果要把半导体激光器光斑汇聚成小于0.2mm的条形光斑,采用一个柱透镜可以实现吗?</P>
为什么红光的出来的光都是椭圆的??