[討論]聚焦光斑直徑 高斯vs艾里斑 [復制鏈接]

假設一直徑為d、波長為lambda的準直光束（可設為高斯型，理想情況下光束質量M=1），入射到一個焦距為 f 的傍軸薄透鏡上（光斑遠小于透鏡的通光孔徑），在透鏡的焦平面聚焦，發(fā)現(xiàn)兩種不同方法算出來的聚焦光斑直徑結果差別非常大：
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1、考慮艾里斑：2*1.22*lambda*f/d; t4~?m{
 
2、4/pi * lambda*f/d $ntC{a>&  
請問應該用哪個公式才正確呢？

從網(wǎng)上的資料來看，感覺做激光加工或OCT成像的多用第2個公式；但一般成像的活用zemax設計的更多考慮第1個公式。兩種方法都有在實踐應用。。。

對于激光一般使用第二個公式，這個在激光原理相關書籍中都有，表征高斯光束的聚焦。但第二個公式的一個前提是透鏡孔徑足夠大時，否則，需要考慮衍射效應。而第一個公式就是基于衍射極限得出的公式。 Na.e1A&?j  

oneguard:對于激光一般使用第二個公式，這個在激光原理相關書籍中都有，表征高斯光束的聚焦。但第二個公式的一個前提是透鏡孔徑足夠大時，否則，需要考慮衍射效應。而第一個公式就是基于衍射極限得出的公式。 1swqs7rR|  
 (2023-03-22 16:12)  ]LSlo593  

k=5v J72U  
一般激光光束較窄，不考慮衍射就用第二個。而對于照明成像等大光源，擴展光源面積大，可能就用第一個。這是我的理解，也是剛學，不一定對，還請大佬批評指正。

我之前是根據(jù)thorlabs網(wǎng)站上提供的某掃描透鏡的入射光斑大小、焦距、波長等數(shù)據(jù)用式子2算出來后（直徑約15um），發(fā)現(xiàn)結果與他們網(wǎng)頁上提供的數(shù)據(jù)相差很大才問的他們。一開始下載他們的黑盒子文件也得不到他們網(wǎng)頁上的數(shù)據(jù)，后來按著他們說的看86.5%的能量那里才得到網(wǎng)頁上的結果（直徑約22um, 比按艾里斑來算的結果28 um 稍稍小一點）。他們的入射光是平常的入射孔徑（entrance pupil）的設定，只是選了Gaussian，其他還是光線追跡做的計算。 d0 yZ9-t  
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在他們的用光線追跡的黑盒子文檔里，由于有像差的存在，在較大入射角的時候點列圖是逐漸超過艾里斑的范圍的。那對實際情況的估算能否以這樣一種方式進行： T9Pu V  
1）對于點列圖里的光斑小于艾里斑（28um）的情況，以公式2的結果 15um為準； 3VmF1w 2  
2）對于點列圖例由于像差引起光斑大于或等于艾里斑的情況，以點列圖的光斑計算結果為準？

新手學習中呢？ }q[IhjD%  

看看，思考思考

oneguard:一般激光光束較窄，不考慮衍射就用第二個。而對于照明成像等大光源，擴展光源面積大，可能就用第一個。這是我的理解，也是剛學，不一定對，還請大佬批評指正。 (2023-03-22 16:14)  ;0`p"T0  

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這個解釋靠譜

標記一下，需要再來學習

第一個公式是用于計算理想高斯光束的，實際照明成像時，并非理想情況，是不適用的。