Расширитель луча - Beam expander

Расширители луча находятся оптический устройства, которые принимают коллимированный пучок света и увеличить его размер (или, наоборот, уменьшить его размер).

В лазерная физика они используются либо как внутрирезонаторные, либо как внеполостные элементы. Они могут быть телескопическими или призматическими. Обычно призматические расширители луча используют несколько призм и известны как расширители луча с несколькими призмами.

Телескопические расширители луча включают преломляющий и отражающие телескопы.[1] Обычно используется рефракторный телескоп. Галилеев телескоп который может работать как простой расширитель луча для коллимированный свет. Основное преимущество конструкции Галилея состоит в том, что она никогда не фокусирует коллимированный луч в точку, поэтому эффекты, связанные с высокой плотностью мощности, такие как пробой диэлектрика избежать больше, чем с фокусирующими дизайнами, такими как Кеплеровский телескоп. При использовании в качестве внутрирезонаторных расширителей луча в лазерных резонаторах эти телескопы обеспечивают двумерное расширение луча в диапазоне 20–50.[1]

В перестраиваемый лазер резонаторы внутрирезонаторное расширение пучка обычно освещает всю ширину дифракционная решетка.[2] Таким образом, расширение луча уменьшает расходимость луча и обеспечивает излучение с очень узкой шириной линии.[3] что является желательной функцией для многих аналитических приложений, включая лазерную спектроскопию.[4][5]

Расширители пучка с несколькими призмами

Перестраиваемый лазерный генератор с длительными импульсами, использующий расширитель луча с несколькими призмами[6]

В расширителях пучка с несколькими призмами обычно используется от двух до пяти призм для получения больших одномерных коэффициентов расширения пучка. В литературе описаны конструкции, применимые к перестраиваемым лазерам с коэффициентом расширения пучка до 200.[3] Первоначально конфигурации решеток с несколькими призмами были введены в узкополосных лазерах на жидких красителях.[1][7] но в конечном итоге были также использованы в конструкциях газовых, твердотельных и диодных лазеров.[3] Обобщенное математическое описание многопризматических расширителей пучка, представленное Дуарте,[8] известен как теория дисперсии с несколькими призмами.[1][3]

Расширители пучков с несколькими призмами и решетки также можно описать с помощью матрицы переноса лучей.[9] Теория дисперсии с несколькими призмами также доступна в матричной форме 4 X 4.[3][10] Эти матричные уравнения применимы либо к призменные импульсные компрессоры или расширители луча с несколькими призмами.[3]

Формование пучка вне резонатора

Гибридные преобразователи луча с дополнительными резонаторами: с помощью телескопического расширителя луча, за которым следует выпуклая линза, за которым следует расширитель луча с несколькими призмами, лазерный луч (с круглым поперечным сечением) может быть преобразован в чрезвычайно удлиненный луч в плоскости распространение, в то время как чрезвычайно тонкие в ортогональной плоскости.[3][11] Результирующая плоская подсветка с почти одномерным (или линейным) поперечным сечением устраняет необходимость в сканировании по точкам и стала важной для таких приложений, как N-щелевая интерферометрия, микроденситометрия, и микроскопия. Этот тип освещения также может быть известен в литературе как освещение световым листом или селективное плоское освещение.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d Дуарте, Ф. Дж. (1990). "Узкополосные импульсные лазерные генераторы на красителях". In Duarte, F. J .; Хиллман, Л. У. (ред.). Принципы лазера на красителях. Академическая пресса. ISBN  978-0-12-222700-4.
  2. ^ Хэнш, Т.В. (1972). «Перестраиваемый лазер на красителях с периодическими импульсами для спектроскопии высокого разрешения». Прикладная оптика. 11 (4): 895–898. Bibcode:1972ApOpt..11..895H. Дои:10.1364 / AO.11.000895. PMID  20119064.
  3. ^ а б c d е ж г Дуарте, Ф. Дж. (2015). Настраиваемая лазерная оптика (2-е изд.). CRC Press. ISBN  978-1-4822-4529-5.
  4. ^ Демтредер, В. (2007). Лазерная спектроскопия: Grundlagen und Techniken (на немецком языке) (5-е изд.). Springer. ISBN  978-3-540-33792-8.
  5. ^ Демтредер, В. (2008). Лазерная спектроскопия, том 1: Основные принципы (4-е изд.). Springer. ISBN  978-3-540-73415-4.
  6. ^ Ф. Дж. Дуарте, Т. С. Тейлор, А. Костела, И. Гарсиа-Морено и Р. Састре, Генератор длинноимпульсных, узкополосных, дисперсионных твердотельных лазеров на красителях.Appl. Опт. 37, 3987–3989 (1998).
  7. ^ Duarte, F.J .; Пайпер, Дж. (1980). «Двухпризменный расширитель луча для импульсных лазеров на красителях». Оптика Коммуникации. 35: 100–104. Bibcode:1980OptCo..35..100D. Дои:10.1016/0030-4018(80)90368-5.
  8. ^ Duarte, F.J .; Пайпер, Дж. (1982). «Теория дисперсии многопризматических расширителей пучка импульсных лазеров на красителях». Оптика Коммуникации. 43 (5): 303–307. Bibcode:1982OptCo..43..303D. Дои:10.1016/0030-4018(82)90216-4.
  9. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1989). "Матричный анализ переноса лучей многопризматических лазерных генераторов на красителях". Оптика и квантовая электроника. 21: 47–54. Дои:10.1007 / BF02199466.
  10. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1992). «Многопризменная дисперсия и матрицы передачи лучей 4 × 4». Оптика и квантовая электроника. 24: 49–53. Дои:10.1007 / BF01234278.
  11. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1991). "Глава 2". Лазеры на красителях высокой мощности. Springer-Verlag. ISBN  978-0-387-54066-5.

внешние ссылки