事实上在需求空间滤波或进行大倍率的扩束的时分,人们一般用开普勒规划的望远镜。开普勒望远镜一般有一个凸透镜作为输入镜片,把实焦距聚集的光束发送到输出元件上。别的,可以终究靠在第一个透镜的焦点上放置小孔来完成空间滤波。
在这里x是指脱离光源的间隔,λ是指激光波长,假如λx/πS01,那么:
衍射使得完美的校准光束成为不可能,或许不可以将光束聚集到无限小的点。走运的是衍射的效果是可以被核算的。因而存在着可以预知关于任何衍射极限的透镜光束被准直的程度和光斑巨细的理论。
咱们现在考虑一束这样由低功率TEM00气体激光器发生的光束,光腰为S0。这样咱们就可以假定它能到达衍射极限一起可以不必考虑任何热透镜效应。它将会显现出因为衍射引起的光腰的曲折,或许说打开效应:
光束的远场发散界说了一个给定光束直径最好的准直效果。它也说明晰光束的零发散角或许说最好的准直是不可能到达的,因为要做到这些需求有无穷大的光束直径。可是这个等式也表明晰改进发散的可能性。
考虑一个现已准直的光束,发散角为θ光腰为S0,咱们咱们可以看到假如光束直径可以增大,远场发散角将会减小。这便是扩展光束的长处地点。别的,小的发散可以使高斯光束聚集得更好。为完成这些改进,在这里咱们将描绘几种对准直光束扩束的办法。
最通用的扩束镜类型起源于伽利略望远镜,一般包含一个输入的凹透镜和一个输出的凸透镜。输入镜将一个虚焦距光束传送给输出镜。一般的低倍数的扩束镜都用该原理制作,因为它简略、体积小、价格也低。一般的尽可能的被规划为小的球面相差,低的波前变形和消色差。它的局限性在于不能包容空间滤波或进行大倍率的扩束。
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一般咱们以光束的发散参数作为完美的高斯激光束的特征。发散是指光波在其空间传达过程中以必定视点打开。乃至完美的没有一点反常的光线也会因为衍射效应阅历某些光束的发散。衍射是指光线在被不透明的物体,比方刀锋堵截的时分发生的曲折效应。打开(spreading)发生于在堵截的边际宣布的次级波面阵。这些次级波和主波会发生干与,一起彼此也会发生干与,在某些时分就会构成杂乱的衍射图画。