[已解决]柱面镜对半导体激光器慢轴聚焦设计问题

QINGPENGABC

请教以下各位大佬，我想用Zemax设计一个柱面镜对半导体激光器（FWHM发散角:33°X10°）的慢轴聚焦在1.2m处，希望线宽足够细。先在序列模式下分别设计一个柱面镜对慢轴进行准直，以及一个柱面镜对准直光进行聚焦，然后将两个柱面镜合在一起，但是发现合在一起后，聚焦方向的点列斑半径非常大，在非序列模式下仿真，线宽也很大，如下图所示，不知道是什么问题，请大佬们指点一二，谢谢啦！

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yjcao

2022-4-20 14:35

QINGPENGABC 发表于 2022-4-20 14:06
先扩束再聚焦来实现压缩系统总长，方便请教一下您截图里面的两片透镜的设计思路嘛，比如物距大小，第一片 ...

我的思路是直接控制总长和边缘视场的聚焦位置，然后交给软件去优化计算。同样你还可以将这两片透镜再去分解

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yjcao

1.柱面镜存在像散，点列图比较难做小
2.你这个结构比较不合理，聚焦透镜的焦距太长（曲率半径太大，不好加工），可以重新分配两个柱面镜的光焦度
3.光斑大小的话，你可以先根据物像关系，算出1.2m是的理想光斑大概是多大

QINGPENGABC

yjcao 发表于 2022-4-19 14:01
1.柱面镜存在像散，点列图比较难做小
2.你这个结构比较不合理，聚焦透镜的焦距太长（曲率半径太大，不好加 ...

是这样的，我是想通过柱面镜将半导体激光器整形为线激光，其中将半导体激光器的慢轴聚焦，快轴自由发散。希望线激光在1.2m处最窄，关于您说的这个“根据物像关系，算出1.2m是的理想光斑大概是多大”，或者我可以理解为，我根据自己的光源发光面大小，以及自己期望的线宽大小，像距1.2mm，去反推系统参数吗？

yjcao

QINGPENGABC 发表于 2022-4-19 17:15
是这样的，我是想通过柱面镜将半导体激光器整形为线激光，其中将半导体激光器的慢轴聚焦，快轴自由发散。 ...

是可以的。你可以先用这个理论先看下你的光斑大小需求是不是合理的。

QINGPENGABC

yjcao 发表于 2022-4-19 17:36
是可以的。你可以先用这个理论先看下你的光斑大小需求是不是合理的。

假设半导体激光器慢轴方向发光面尺寸为0.1mm，假设期望在像距1.2m处光斑线宽为1mm，根据放大倍率关系，计算得到物距基本上在12cm，然后结合半导体光源的发散角，也就是说柱面镜的口径要很大，然后根据物距和像距，计算出来焦距大概在109.1左右。此时物距较大，要保证出光效率，柱面镜的尺寸还需要很大，是这么一个思路嘛

yjcao

QINGPENGABC 发表于 2022-4-19 20:07
假设半导体激光器慢轴方向发光面尺寸为0.1mm，假设期望在像距1.2m处光斑线宽为1mm，根据放大倍率关系，计 ...

慢轴发射角才10°，柱面镜宽度尺寸不用太大，可以采用先扩束再聚焦的设计，在不改变焦距的情况下来降低整体厚度

QINGPENGABC

yjcao 发表于 2022-4-20 09:19
慢轴发射角才10°，柱面镜宽度尺寸不用太大，可以采用先扩束再聚焦的设计，在不改变焦距的情况下来降低整 ...

先扩束再聚焦来实现压缩系统总长，方便请教一下您截图里面的两片透镜的设计思路嘛，比如物距大小，第一片透镜的焦距值，第二片透镜的焦距值，确定这些参数的思维逻辑

yjcao

QINGPENGABC 发表于 2022-4-20 14:06
先扩束再聚焦来实现压缩系统总长，方便请教一下您截图里面的两片透镜的设计思路嘛，比如物距大小，第一片 ...

我的思路是直接控制总长和边缘视场的聚焦位置，然后交给软件去优化计算。同样你还可以将这两片透镜再去分解

zsj123456

直接把慢轴准直成1mm的平行光不行吗

QINGPENGABC

zsj123456 发表于 2022-4-20 15:13
直接把慢轴准直成1mm的平行光不行吗

确实也可以的，我也试过，利用非柱面镜的面型公式法参数计算出来了，导入非序列后，用自建的半导体光源仿真发现线宽有点大