紫外激光器擴束鏡是什么?內置擴束的優(yōu)勢?
紫外線激光器是一種產(chǎn)生紫外線束的激光器,通常波長為355nm,具有固體激勵物質。激光器由工作物質、泵系統(tǒng)和光學諧振腔系統(tǒng)組成,擴束鏡是光學系統(tǒng)的一部分。
激光擴束鏡主要有兩種用途:一種是擴展激光束的直徑;另一種是減少激光束的發(fā)散角。因此,它被用于遠程照明或投影,以及聚焦系統(tǒng)。束的發(fā)散角與束的比例相反。與未擴展的束相比,束后的束可以更小地聚焦。激光束準直鏡的倍率是束直徑的放大倍率。從激光器輸出的激光束的光斑尺寸和發(fā)散角乘積為光學不變量,類似于一定值。當束半徑擴大x倍時,其發(fā)散角相應壓縮為原來的1/x,壓縮發(fā)散角實際上是激光的直度。壓縮發(fā)散角不能提高束質量。束質量是束半徑和發(fā)散角的乘積;壓縮發(fā)散角會隨著束半徑的增加而增加。激光標記機通常與平場聚焦透鏡一起使用。
在激光擴束鏡中,物鏡和成像透鏡的位置被逆轉。開普勒擴束鏡設計將直接輸入光束集中在物鏡和成像透鏡之間的一個點上,然后形成激光能量聚焦區(qū)域(圖3)。該集中點將加熱透鏡之間的空氣,反射光路中的光線,這可能會導致波前誤差。在高功率激光應用中,聚焦點處的空氣電離也可能是一個問題。有鑒于此,大多數(shù)擴束鏡選擇使用伽利略設計或其變體(圖4)。然而,開普勒設計在需要空間過濾器的激光應用中仍然非常有用,因為它們提供了放置空間過濾器的焦點。
降低功率密度:擴束鏡增加大倍數(shù)的平方增加光束面積,而不顯著影響光束中包含的總能量。這將降低光束的功率密度和輻照度,從而延長激光組件的使用壽命,降低激光損傷的可能性,并允許使用更經(jīng)濟的涂層和光學元件。
大大降低特定距離下的光束直徑:使用擴束鏡增加激光直徑可能會減少遠離激光圈的光束直徑。由于特定的擴束功率,擴束鏡會增加激光束的輸入,同樣的擴束功率會減少光束的發(fā)散,從而在較大的距離下形成較小的平行光束。
內置擴束的優(yōu)點:
1.高度集成,在一定程度上降低了單個部件的生產(chǎn)成本;
2.內置擴束密封完整性高,穩(wěn)定性好;
3.減少內部光路損失,優(yōu)化光路質量;