Come selezionare la lente di espansione del fascio adatta

Come suggerisce il nome, l'espansione del raggio laser è un sistema ottico che espande il raggio di ingresso ad un diametro maggiore. Il concetto di progettazione della lente espansore del fascio deriva dal principio di base della progettazione del telescopio. Quando un raggio laser collimato viene immesso su un lato della lente espansrice del fascio, un fascio collimato viene emesso all'altra estremità, cioè la luce nello spazio oggetto e nello spazio immagine converge all'infinito.

I. Breve introduzione dell'espansione del fascio

Il rapporto di espansione del fascio è il parametro di prestazione di base della lente dell'espansione del fascio. Il rapporto di espansione del fascio è uguale al rapporto di lunghezza focale dell'obiettivo di uscita e dell'obiettivo di ingresso. Quando il raggio laser è amplificato di m, la divergenza del raggio laser è moltiplicata per un rapporto inverso di 1 / m. Ad esempio, se l'ingrandimento della lente dell'espansione del fascio è 2, il diametro del fascio di uscita sarà il doppio del diametro del fascio di ingresso e la divergenza del fascio di uscita sarà metà di quella del fascio di ingresso. Al contrario, se utilizzato in senso inverso, la lente espansrice del fascio ridurrà il diametro del fascio in uscita.

II. Selezionare l'obiettivo appropriato dell'espansione del fascio

1. Assicurarsi che il diametro di uscita richiesto sia inferiore al diametro massimo di uscita della lente espansrice del fascio. Ogni lente espansrice del fascio ha un diametro massimo di ingresso, che di solito è correlato alle limitazioni fisiche degli elementi ottici e dell'alloggiamento. L'obiettivo principale dell'utilizzo della lente espansrice del fascio è solitamente quello di raggiungere un diametro di uscita specifico, quindi è molto importante assicurarsi che il diametro di uscita richiesto sia inferiore al diametro massimo di uscita della lente espansrice del fascio.

2. Selezionare una lente di espansione del fascio la cui lunghezza d'onda è uguale o vicina alla lunghezza d'onda della sorgente laser. Come qualsiasi sistema ottico, le prestazioni della lente dell'espansione del fascio variano con la lunghezza d'onda. Il grado materiale degli elementi ottici interni e del rivestimento antiriflesso (AR) influenzerà la trasmittanza della lente dell'espansione del fascio e il film antiriflesso riduce la perdita alla lunghezza d'onda di progettazione - inoltre, il materiale della lente e la forma della superficie sono ottimizzati per una data lunghezza d'onda, quindi deve essere selezionata la lente espansrice del fascio la cui lunghezza d'onda di progettazione è uguale o vicina alla lunghezza d'onda della sorgente laser.

3. Assicurati di selezionare la qualità del fronte d'onda che soddisfa le esigenze del sistema. L'errore trasmesso sul fronte d'onda quantifica la qualità del fascio all'uscita della lente dell'espansione del fascio e la prestazione limitante della diffrazione è solitamente quantificata come un quarto d'onda (λ/ 4) trasmesso sul fronte d'onda. Un fronte d'onda trasmesso di qualità superiore è anche possibile ed è solitamente specificato come λ/ 8 anche fino a λ/ 10.

Per il sistema che deve regolare la divergenza o la collimazione, prendere in considerazione la scelta della lente di espansione del fascio con regolazione della messa a fuoco. La lente espansore del fascio può fornire una varietà di diverse opzioni di ingrandimento fisso e variabile. La lente espansrice fissa del fascio di ingrandimento di solito ha una regolazione della collimazione, comunemente indicata come" messa a fuoco" o" divergenza" Regolazione, che consente una maggiore compensazione per la collimazione e la divergenza del raggio laser che lascia la lente dell'espansione del raggio. La lente dell'espansione del fascio di ingrandimento variabile può essere utilizzata per controllare il rapporto di espansione e la regolazione della collimazione. Ciò è particolarmente utile nel processo di progettazione del prototipo, contribuendo a perfezionare i requisiti di sistema o a compensare le variazioni tra i diametri del fascio sorgente.