[討論]聚焦光斑直徑 高斯vs艾里斑 [復(fù)制鏈接]

假設(shè)一直徑為d、波長為lambda的準直光束（可設(shè)為高斯型，理想情況下光束質(zhì)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(jié)果差別非常大： EA6l11{Gk1  
1、考慮艾里斑：2*1.22*lambda*f/d; 9!Mh(KtQ  
2、4/pi * lambda*f/d f- 9t  
請問應(yīng)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(shè)計的更多考慮第1個公式。兩種方法都有在實踐應(yīng)用。。。

對于激光一般使用第二個公式，這個在激光原理相關(guān)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(yīng)。而第一個公式就是基于衍射極限得出的公式。 n?r8ZDJ'  

oneguard:對于激光一般使用第二個公式，這個在激光原理相關(guān)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(yīng)。而第一個公式就是基于衍射極限得出的公式。 vzs4tkG  
 (2023-03-22 16:12)  2R,} j@  

Y)/|C7~W  
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(xué)，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(jié)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(jié)果（直徑約22um, 比按艾里斑來算的結(jié)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(shè)定，只是選了Gaussian，其他還是光線追跡做的計算。 (<>??(VM  
@.E9ml  
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： uz+WVmb  
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(jié)果 15um為準； 3}s]F/e  
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(jié)果為準？

新手學(xué)習(xí)中呢？ OEl;R7aOB&  

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(xué)，不一定對，還請大佬批評指正。 (2023-03-22 16:14)  Tz&cm=  

hhjsg?4uL  
這個解釋靠譜

標記一下，需要再來學(xué)習(xí)

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。