激光扩束镜的用途

2021-04-14 17:26:43 @CJ-NMOT 51

激光扩束镜也称准直镜,最常用的扩束镜是伽利略望远镜系统,该系统通常由负透镜和正透镜组成,激光扩束镜负片就是该系统负透镜,两个透镜是共焦的。 这种扩束器具有结构简单,成本低廉,体积小等优点,已广泛用于激光打标中。

激光扩束镜可将准直输入光束的直径扩大到更大的准直输出光束。扩束镜常用于如激光扫描、干涉测量或遥测应用中。现在的激光扩束镜都是从完善的光学望远镜基础中发展而来的无焦系统设计。在此类系统中,物体光线以平行方式进入内部光学元件的光轴中,并以平行方式离开

激光扩束镜主要有两个用途:其一是扩展激光束的直径;其二是减小激光束的发散角。因此,它被用于远距离照明或投影,以及聚焦系统。一束被扩束的光束的发散角,和扩束比成反比例变化。和未经扩束的光束相比,扩束后的光束可被聚焦得更小。 激光扩束准直镜的倍率即光束直径的放大倍率。从激光器输出的激光束的光斑尺寸和发散角乘积是光学不变量,近似为一定值。当束腰半径扩大x倍时,其发散角相应压缩为原来的1/x,压缩发散角实际就是激光的准直。压缩发散角并不能改善光束质量,光束质量是束腰半径和发散角的乘积;压缩发散角的同时将伴随束腰半径的增加,则光斑尺寸增大。激光标记机中常和平场聚焦透镜配合起来使用。

通常我们将光束的发散参数作为完美高斯激光束的特征。 发散是指光波在空间传播过程中以一定角度散布。 由于衍射效应,即使是没有任何异常的完美光线也会经历一些光束发散。 衍射是指当光线被不透明的物体(例如刀片)切割时的弯曲效果。 扩展来自切口边缘发射的次级波阵面阵列。 这些次波和主波将相互干扰,同时它们将相互干扰,并且在某些情况下将形成复杂的衍射图样。 衍射使光束无法完美准直,也无法将光束聚焦到无限小的点。 幸运的是,可以计算出衍射效应。 因此,有一种理论可以预测任何衍射极限透镜的准直度和光斑尺寸。

YAG激光为1064nm波长,不可见激光为波长。  10.64μm波长是CO2激光波长。 那么这两个波长扩束器如何区分? 首先查看是否标记了扩束器的外观。 一般而言,扩束器制造商将在扩束器的波长范围内标准化其扩束器的外观。 如果没有标准,则可以通过扩束镜的颜色来区分。  1064nm扩束镜的透镜颜色为深蓝色,而10.64μm扩束镜的颜色为金色。


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