新人求助，光学导入的设计问题

南天横翼

       是新人，也是门外汉，主要不是学光学设计出身的，目前只是做光学的结构设计。最近遇到下面问题。希望大家别见笑，毕竟门外汉。
       朋友觉得我干激光，就找我说想实现个想法。
       朋友的想法是这样的，他想用D300F150的菲涅尔透镜将太阳光聚焦到直接5mm左右（这部分我已经验证过，可以实现），然后通过一种透镜，对聚焦为点的光进行扩束，行程平顶光，在用一个透镜将平顶光二次聚焦。聚焦后行程一个1mm左右的点。然后把多个这样的点光通过光纤耦合，再通过光纤传入到隧道或者底下建筑，用于照明。
       我菲涅尔透镜的实验做了，可以将太阳光聚焦为5mm的光斑，开始我想着直接买点粗的PMMA光纤直接将光导走，但是实验下来，pmma光纤损耗太严重了，基本无法使用。
       然后做二次聚焦，就手里能有的镜片都试了，无法将5mm的点光扩束为平顶光。
       现在就啥办法都没了，不知道大家有没有啥好的办法给点建议。主要不是科班出身，好多事情搞不定。

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为什么不直接聚焦成1mm的光斑呢，重新寻找一下菲涅尔透镜试试吧。

南天横翼

121331768 发表于 2020-7-7 11:27
为什么不直接聚焦成1mm的光斑呢，重新寻找一下菲涅尔透镜试试吧。

二次聚焦后要通过光纤将光导走，如果光斑不够小的话，光纤那么细，没法导走。

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南天横翼 发表于 2020-7-7 11:31
二次聚焦后要通过光纤将光导走，如果光斑不够小的话，光纤那么细，没法导走。

为什么不直接一次聚焦成1mm的光斑呢，选择合适相对孔径的菲涅尔透镜是应该能够办到的吧。

南天横翼

121331768 发表于 2020-7-7 11:32
为什么不直接一次聚焦成1mm的光斑呢，选择合适相对孔径的菲涅尔透镜是应该能够办到的吧。

问了好几个菲涅尔透镜的厂家，那玩意做不到聚焦那么小的点。

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南天横翼 发表于 2020-7-7 11:34
问了好几个菲涅尔透镜的厂家，那玩意做不到聚焦那么小的点。

那估计你就要多想想了，毕竟菲涅尔透镜单片还能够消球差，如果菲涅尔透镜都难以聚焦到1mm，普通的单球面透镜就更加难了，只能采用组合透镜或者非球面单透镜的方式实现，但是这就意味着系统复杂，难度大，成本就难以控制了。我觉得采用菲涅尔透镜是最有可能解决这个问题的。估计还是需要多找找，甚至需要重新设计菲涅尔透镜。

南天横翼

121331768 发表于 2020-7-7 11:41
那估计你就要多想想了，毕竟菲涅尔透镜单片还能够消球差，如果菲涅尔透镜都难以聚焦到1mm，普通的单球面 ...

考虑到成本，我现在给找到是亚克力的菲涅尔透镜，效果是不太好。你这还有别的菲涅尔透镜厂家吗？

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南天横翼 发表于 2020-7-7 11:43
考虑到成本，我现在给找到是亚克力的菲涅尔透镜，效果是不太好。你这还有别的菲涅尔透镜厂家吗？

本来就是用亚克力的透镜啊，实在找不到量如果大的话，可以考虑定制加工啊。

weixiaoma

看你写的意思，你没有经过光学设计，定制了一个菲涅尔透镜，然后就想用手里的镜片把5mm的点光变成平行光（你说的是平顶光，我想你应该是想表达平行光的意思吧？平顶光不是指的是激光整形的时候把高斯形整成平的吗？）。这实在是不可行的，你起码在zemax里仿真一下啊。随便用透镜试是不太可行的。另外把会聚光整成平行光不叫扩束，应该叫准直。
另外，不知道用光纤传导阳光不知道是什么人给你的神奇方案。光纤不是什么光都能传播的。光束要符合光纤的模式才能传播。你随便拿一根光纤传导阳光很可能并不能传播阳光。另外，空间光耦合进光纤也不是一件容易的事情。你这耦合阳光的，能做到50%就很厉害了。建议你还是找个光学专业的人。光纤传导阳光可能是可行的，但是需要很专业的设计，原理应该是很复杂的。

南天横翼

weixiaoma 发表于 2020-7-7 13:56
看你写的意思，你没有经过光学设计，定制了一个菲涅尔透镜，然后就想用手里的镜片把5mm的点光变成平行光（ ...

好吧，是难度太大了，我回绝了朋友吧。