Les lasers sont des sources de lumière cohérente lumineux qui se propagent dans un faisceau bien défini. Ces propriétés les rendent utiles pour les communications, l'interférométrie, et même la mesure de la vitesse du trafic. Mais les faisceaux laser sont également relativement petit diamètre parce que le coût et la complexité monte comme les miroirs et les médias de gain actifs pénètrent à l'intérieur plus grand. Mais tourner ce faisceau collimaté 5 mm en un faisceau de 50 mm est facile. "Collimated" signifie "voyager sans changer la taille," donc un élargisseur de faisceau convertit un petit faisceau de diamètre dans un grand, en restant collimaté.
Instructions
1 Déterminer le grossissement souhaité. A titre d'exemple, supposons qu'un rayon de 4 mm de diamètre doit être élargie à un diamètre de 40 mm. C'est un grossissement de 10X.
2 Sélectionner une lentille convergente plus grand que le faisceau d'entrée. En ce qui concerne la longueur focale, un bon endroit pour commencer est d'environ trois ou quatre fois le diamètre du faisceau d'entrée.
Si, par exemple, le faisceau d'entrée est de 4 mm de diamètre, un objectif de 12,5 mm de diamètre est commode. Une longueur focale pratique serait de 16 mm.
3 Trouver la distance focale de la lentille de collimation. La lentille de collimation de la distance focale est le produit de la longueur focale faisceau convergent et le grossissement.
Dans l'exemple, le grossissement est 10X et la lentille de convergence est la distance focale de 20 mm. La longueur focale de la lentille de collimation est de 10 * 16 mm = 160 mm.
4 Trouver le diamètre de la lentille de collimation. Le diamètre du faisceau de sortie est égal au diamètre des temps de faisceau d'entrée du grossissement. La lentille collimatrice doit être un peu plus grand que le faisceau de sortie.
Dans l'exemple, le faisceau d'entrée est de 4 mm, et le grossissement est de 10X ce qui signifie que (comme prévu) le faisceau de sortie est de 4 mm * 10 = 40 mm. Un bon choix pour la lentille de collimation est donc un diamètre de 50 mm, 160 mm lentille de longueur focale.
5 Placer la lentille de collimation dans le trajet du faisceau laser, en le centrant sur le faisceau laser. L'autre objectif --- la lentille convergente --- sera plus proche du laser, afin de quitter la salle.
6 Mesurez à partir de la lentille de collimation vers le laser. Placer la lentille convergeant plus proche du laser par une distance égale à la somme des deux longueurs focales. Centrer la lentille convergente dans le faisceau laser.
Dans l'exemple, la lentille convergente possède une distance focale de 16 mm et la lentille de collimation longueur focale est de 160 mm, ce qui signifie que les deux lentilles sont séparées par 176 mm.
7 Ajuster la position de la lentille collimatrice pour rendre le séjour du faisceau laser dans le même diamètre lorsqu'elle se propage le long du trajet optique. Ceci est une méthode rapide pour vérifier collimation.
Conseils et avertissements
- Avec une lentille convergente, on appelle cela un élargisseur de faisceau Keplerian. Si la première lentille est remplacé par une lentille divergente, l'élargisseur de faisceau résultant sera plus compact, sans point de focalisation du laser intermédiaire. C'est un Galiléen, ou afocal, élargisseur de faisceau.
- En utilisant des lentilles hors-the-shelf, il est rare de trouver la combinaison de lentilles parfaites. Trouvez des lentilles qui sont "assez proches" et taillez le faisceau à la taille avec une ouverture.
- Si la construction de votre propre élargisseur de faisceau est trop problématique, de nombreuses entreprises offrent expandeurs off-the-shelf faisceau dans une gamme de grossissements pour une gamme de longueurs d'onde.
- Surveillez les réflexions parasites. En particulier, lors de l'insertion et l'alignement des éléments optiques, des réflexions de laser peuvent voler à travers le laboratoire. Les lasers peuvent facilement endommager les rétines --- ne prenez pas de risques avec votre vue.