激光扩束器(Beam Expander)设计( 二 )


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笔者喜欢用两组相同的棱镜设计 , 这里的相同有双重含义 , 第一指的是两个透镜的形状完全相同 , 可以在节省加工成本 。第二指的是棱镜相对于入射光线的摆位完全相同 , 这样子很方便计算 , 只需要计算一组结果即可 , 第二组棱镜直接斜边朝着入射光直立放置即可 , 光路配置非常方便 。
先计算光线经过第一个棱镜的放大率 , 则整个系统的放大率就是已知的 , 假设棱镜对折射率n已知 , 且入射光线和棱镜斜面的夹角已知 , 根据三角关系 , 可以直到光束扩展倍率:
激光扩束器(Beam Expander)设计
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由于两个棱镜是串联的 , 因此整个系统的扩束倍率为:
激光扩束器(Beam Expander)设计
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这种棱镜实现的功能和柱面透镜相同 , 可以改变光斑两个方向上的尺寸比 , 也就是说 , 既可以把圆形光斑整形为椭圆光斑 , 也可以对矩形光斑进行整形 。但是这种组合有个明显的劣势 , 系统的光轴是偏心的 , 所以没有特别的要求 , 不建议使用这种optical axis shift的设计方案 。
再补充:如下图所示 , 由于激光很容易产生干涉 , 因此如果光学系统表面不做镀膜处理 , 很容易会造成局部能量集中 , 干涉造成的局部能量欺负差异会达到20% , 因此不管从系统的能量阈值安全性方面考虑 , 还是从系统探测的准确度方面考虑 , 激光类应用的光学系统表面都需要镀增透膜 。
激光扩束器(Beam Expander)设计
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来源:搜狐科技