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扩束激光器的计算
编辑:西安瑞琛光电科技有限公司   时间:2018-10-08

扩束激光器

 

扩束激光器的光源发出的激光一般是一束准直的细圆柱光束,直径为12mm,而实际要求激光束有一定的宽度.下面讨论两种常用扩束方法.

 

1) 棱镜扩束法

  由于棱镜材料的折射,使出射光方向与入射光方向不同,其入射角与棱镜顶角的变化可以引起光束宽度的改变.棱镜扩束示意图如图1a .每个棱镜的扩束比为

D/d=M=cosarcsinsinφ/μp)]/cosφ′

式中 D为出射光的宽度;d为入射光的宽度;M为扩束比;φ为入射角;φ′为折射角;μp是棱镜的折射率.玻璃棱镜的μp=1.54.根据现有的数据,d=2mmD=47mm,则总的扩束比为

       Mn=D/d=23.5

1 棱镜扩束系统

若想用3个棱镜完成扩束比,则每个棱镜的扩束比应为

M=M1/3n=2.8

M=cos[arcsin(sinφ/μp)]/cosφ′=2.8 ,可近似算得φ=81°.
  由折射定律μp=sinφ/sinφ′,可得φ′=53°.
  在选择棱镜的顶角时,应使得出射光束尽可能垂直于出射面,以使这个出射面反射最小.由几何学可知,应取棱镜顶角ψ=φ′=53°.实际的棱镜扩束光路如图1b.和下面的透镜扩束相比,具有体积小,无象差等优点,并同时使入射光方向转了近90°,用在系统光路中即扩展了光束,也使光线方向发生改变,起到了扩束镜和反射镜的双重作用.总尺寸为250px×250px.

 

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