Ekspander wiązki - Beam expander

Ekspandery wiązki to urządzenia optyczne , które pobierają skolimowaną wiązkę światła i rozszerzają jej rozmiar (lub, w odwrotnej kolejności, zmniejszają jej rozmiar).

W fizyce laserowej stosuje się je jako elementy wewnątrzjamowe lub pozajamowe. Mogą mieć charakter teleskopowy lub pryzmatyczny. Generalnie ekspandery pryzmatyczne wykorzystują kilka pryzmatów i są znane jako ekspandery wielopryzmatyczne.

Teleskopowe ekspandery wiązki obejmują teleskopy refrakcyjne i refleksyjne . Powszechnie stosowanym teleskopem refrakcyjnym jest teleskop Galileusza, który może działać jako prosty ekspander wiązki światła skolimowanego . Główną zaletą projektu Galileusza jest to, że nigdy nie skupia on skolimowanej wiązki w punkcie, dzięki czemu można łatwiej uniknąć efektów związanych z wysoką gęstością mocy, takich jak przebicie dielektryczne, niż w przypadku projektów skupiających, takich jak teleskop Keplera . Stosowane jako ekspandery wiązki wewnątrz wnęki, w rezonatorach laserowych, te teleskopy zapewniają dwuwymiarowe rozszerzenie wiązki w zakresie 20-50.

W przestrajalnych rezonatorach laserowych rozszerzenie wiązki wewnątrz wnęki zwykle oświetla całą szerokość siatki dyfrakcyjnej . W ten sposób rozszerzenie wiązki zmniejsza rozbieżność wiązki i umożliwia emisję bardzo wąskich linii, co jest pożądaną cechą w wielu zastosowaniach analitycznych, w tym spektroskopii laserowej.

Ekspandery wielopryzmatyczne

Przestrajalny oscylator laserowy o długich impulsach wykorzystujący wielopryzmowy ekspander wiązki

Wielokrotne ekspandery wiązki pryzmatycznej zwykle wykorzystują od dwóch do pięciu pryzmatów, aby uzyskać duże jednowymiarowe współczynniki rozszerzalności wiązki. W literaturze ujawniono konstrukcje mające zastosowanie do przestrajalnych laserów o współczynnikach rozszerzalności wiązki do 200. Początkowo konfiguracje siatek z wieloma pryzmatami zostały wprowadzone w laserach barwnikowych o wąskich liniach, ale ostatecznie zostały również przyjęte w projektach laserów gazowych, półprzewodnikowych i diodowych. Uogólniony opis matematyczny wielopryzmatycznych ekspanderów wiązki, wprowadzony przez Duarte , jest znany jako teoria dyspersji wielopryzmatycznej .

Wielokrotne ekspandery i macierze wiązek pryzmatycznych można również opisać za pomocą macierzy transferu promieni . Teoria dyspersji wielopryzmatycznej jest również dostępna w postaci matrycy 4 × 4. Te równania macierzowe mają zastosowanie do kompresorów impulsów pryzmatycznych lub wielopunktowych ekspanderów wiązki pryzmatycznej.

Kształtowanie wiązki poza wnęką

Transformatory hybrydowe z dodatkową wnęką: za pomocą teleskopowego ekspandera wiązki, następnie soczewki wypukłej, a następnie wielopryzmatycznego ekspandera wiązki, wiązka laserowa (o przekroju kołowym) może zostać przekształcona w ekstremalnie wydłużoną wiązkę, w płaszczyźnie propagacja, a jednocześnie bardzo cienka w płaszczyźnie ortogonalnej. Uzyskane oświetlenie płaszczyzny o niemal jednowymiarowym (lub liniowym) przekroju poprzecznym eliminuje potrzebę skanowania punkt po punkcie i stało się ważne w zastosowaniach takich jak interferometria z szczeliną N , mikrodensytometria i mikroskopia . Ten typ oświetlenia może być również znany w literaturze jako oświetlenie arkuszem świetlnym lub selektywne oświetlenie płaszczyzny.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki