工程中高斯光束准直透镜的准直距离如何保证？

灵凌聆

准直系统中光纤出光，通过光学系统进行准直。
1. 关于获得准直光束的方法，书上经常会用倒置式望远系统距离，先经过短焦距透镜获得较小光斑，再通过长焦距透镜改善方向性，这样束腰会扩大，从而获得发散角较小的准直光束。在理论上，瑞利范围表示从最小光斑w0到sqrt(2)w0的距离，称之为高斯光束的准直范围，表示在这段长度内，高斯光束是近似平行的。

2. 从公式上看，要保证准直长度，需要获得较大的束腰或者透镜口径比较大。但是有一点不太理解的是，我们经常用远场发散角，如果在几何上保证发散角小于远场发散角，那是不是就可以认为实现准直了呢？

想和大家请教下，如何在工程上保证准直范围呢？是不是真的会考量瑞利范围呢？

zzz在路上

我觉得跟几何没关系。首先从你产品应用上讲发散角要求是怎么样的，有个发散角的要求，对于激光器来说（假设用的基模激光器）束腰和发散角乘积是一定的，就可以算出来扩束后的光斑直径需要到多少，然后你有激光器输出束腰尺寸，二者比值就是扩束镜需要的倍数。
几何光学层面的，只是把扩束镜的像差降低，减少对激光光斑的劣化。

灵凌聆

zzz在路上 发表于 2021-11-5 13:00
我觉得跟几何没关系。首先从你产品应用上讲发散角要求是怎么样的，有个发散角的要求，对于激光器来说（假设 ...

嗯嗯 我明白您说的计算放大倍率和发散角的关系 那请问准直距离一般是怎么保证呢？扩大口径嘛？

zzz在路上

灵凌聆 发表于 2021-11-5 13:08
嗯嗯 我明白您说的计算放大倍率和发散角的关系 那请问准直距离一般是怎么保证呢？扩大口径嘛？

是的，理论上没法保证的发散角，几何光学肯定搞不定。但这个准直距离的要求要根据具体应用分析，有可能超过瑞利范围也能用。

灵凌聆

zzz在路上 发表于 2021-11-5 13:22
是的，理论上没法保证的发散角，几何光学肯定搞不定。但这个准直距离的要求要根据具体应用分析，有可能超 ...

请问怎么理解 瑞利范围也能用 呀？是说远场发散角满足要求就可以吗

大石头

我现在也有同样的问题，请问楼主怎么解决的？可以通过约束准直镜的发散角解决吗？

Almostar

高斯光束，属于物理光学范畴，束腰是真实存在的，不会因为用几何光学的概念，将像差优化至最小后，束腰就无穷小了。
发散角和束腰是严格的反比关系，对基膜高斯光束，确定的发散角，只可能有一个束腰值，不存在两个束腰值，原厂发散角相等的情况。