一个关于激光准直扩束的问题恳请高手帮忙分析!

wangzy2005

我设计了一个单透镜的激光准直扩束镜,目前已经完成了短距离(30m)实验,效果很好.远距离实验由于条件限制暂时做不了!由于不知道远距离实验效果,所以咨询了一个从事光学多年的老高工,问他单透镜准直扩束的方案是否可行,并把我的近距离实验情况告知. 回答令我很疑惑:他说近距离是可以的,远距离时就突然发散了!按照设计发散角为mrad,短距离实验测得数据也为1mrad,如果说远距离时突然发散,光束岂不是要拐弯传播了?所以恳请列位大侠为我分析分析,是不是如他所说!在此先谢过了!

hx0999

他说的有点道理，因为高斯光束发散曲线是个双曲线，距离不同是发散角也不同，你在近距离测时的发散角要比远场发散角小，这是肯定的。

hx0999

是由双曲线上每一点上的斜率不同引起的，近处的斜率很小，远处的斜率比较大，到足够远处时，斜率就不变了，也就对应于远场发散角了。

phey

是啊，如果这对双曲线非常扁平的话，到了远场就会出现这种状况了。
另外还有可能是准指透镜的边缘有衍射效应，造成了远场的边缘部分扩大，并且变模糊。

hx0999

说的对！

[B]以下是引用[I]phey[/I]在2005-6-7 11:17:50的发言：[/B][BR]是啊，如果这对双曲线非常扁平的话，到了远场就会出现这种状况了。
另外还有可能是准指透镜的边缘有衍射效应，造成了远场的边缘部分扩大，并且变模糊。

wangzy2005

感谢各位的分析!非常感谢!
有老兄说双曲线扁平的情况,我想应该是越扁平就说明准直的效果就越好!
设计时我计算的发散角1mrad就是远场发散角,昨天我测试了100m的情况,试验结果还与设计值近似.
为此,我想请教各位:发射光束准直的距离怎么计算.比如说,我设计远场发散角是1mrad,按上面高手分析,在近处时,发散角肯定是小于1mrad的,是吗?那么究竟怎么概定这个"足够远"呢?
盼赐教!

hx0999

一个比较笨的方法：在较远的几个地方测出的发散角如果基本相等就大致可以说是远场了。
具体有没有一个公式定义远场我还真不知道 。

phey

[B]以下是引用[I]hx0999[/I]在2005-6-14 8:14:36的发言：[/B][BR]一个比较笨的方法：在较远的几个地方测出的发散角如果基本相等就大致可以说是远场了。
具体有没有一个公式定义远场我还真不知道 。

呵呵，是比较麻烦，以前做过，是用ccd和能用色彩表示不同光强的图像采集卡，然后带到双曲方程里算算。
请问hx0999，有没有什么更简单的办法可以测量光束的1/e2半径啊？

hx0999

得用光束质量分析仪了吧，这个东东啥样子，我还没见过。
要不就测几个值，双曲线拟合一下，然后再计算1/e2处？

[B]以下是引用[I]phey[/I]在2005-6-14 11:32:07的发言：[/B][BR]]呵呵，是比较麻烦，以前做过，是用ccd和能用色彩表示不同光强的图像采集卡，然后带到双曲方程里算算。
请问hx0999，有没有什么更简单的办法可以测量光束的1/e2半径啊？

billyexpert

单透镜有像差，近距离不明显，距离远了就影响大了。。。

puxinghai

[B]以下是引用[I]hx0999[/I]在2005-6-7 11:01:44的发言：[/B][BR]他说的有点道理，因为高斯光束发散曲线是个双曲线，距离不同是发散角也不同，你在近距离测时的发散角要比远场发散角小，这是肯定的。

束腰为一定值，所以发散角也为一定值。难道发散角的大小也要分距离吗？我认为随着距离的增加，远场的光斑直径很大，既双曲线的y值很大。

hx0999

理论计算公式里的发散角指的就是远场发散角，束腰定了，远场发散角就定了，因为二者乘机为一常量，这是没有问题的。

[B]以下是引用[I]puxinghai[/I]在2005-6-28 16:44:16的发言：[/B][BR]]
束腰为一定值，所以发散角也为一定值。难道发散角的大小也要分距离吗？我认为随着距离的增加，远场的光斑直径很大，既双曲线的y值很大。