激光擴束鏡怎么調發(fā)散角

激光擴束器可以將激光束從一個小區(qū)域擴展到一個更大的區(qū)域，是激光器中重要的光學元件。常用于激光掃描、激光諧振腔、激光干涉測量等應用中。通常激光擴束鏡可以調節(jié)發(fā)散角，來了解一下吧。

調整擴束鏡的焦距

更換不同焦距的擴束鏡：激光擴束鏡的放大倍數與焦距相關，通常放大倍數越高，對激光束的擴束效果越明顯，相應地發(fā)散角會越小。比如從 5 倍擴束鏡更換為 10 倍擴束鏡，激光束會被進一步擴展，根據衍射極限理論，光束直徑增大，發(fā)散角就會減小。

使用可調節(jié)焦距的擴束鏡：有些擴束鏡設計了可調節(jié)焦距的結構，通過旋轉或移動透鏡等部件來改變焦距。當需要減小發(fā)散角時，可將焦距調大，使激光束在出射后更加平行，從而減小發(fā)散角;反之，若想適當增大發(fā)散角，則調小焦距。

改變擴束鏡與激光源的相對位置

沿光軸方向移動擴束鏡：將擴束鏡靠近激光源時，激光束進入擴束鏡的角度和位置發(fā)生變化，經過擴束鏡后的發(fā)散角可能會有所改變。一般來說，適當靠近激光源可能會使發(fā)散角變小，但如果距離過近，可能會導致激光束不能完全被擴束鏡接收或產生其他光學問題。相反，將擴束鏡遠離激光源，可能會使發(fā)散角增大，但具體效果還與激光源的特性以及擴束鏡的參數有關。

調整擴束鏡的傾斜角度：輕微改變擴束鏡相對于激光束的傾斜角度，會使激光束在擴束鏡中的傳播路徑發(fā)生變化，從而影響出射后的發(fā)散角。不過這種調整方式需要非常精細，因為角度的微小變化可能就會對發(fā)散角產生較大影響，并且可能會引入像差等其他問題，影響激光束的質量。

優(yōu)化光路系統中的其他參數

調整激光源的輸出特性：如果激光源的輸出功率、模式等特性發(fā)生變化，也會影響經過擴束鏡后的發(fā)散角。例如，對于一些可調諧的激光源，改變其輸出波長，由于不同波長的光在擴束鏡中的傳播特性略有差異，可能會導致發(fā)散角改變。另外，穩(wěn)定激光源的輸出功率，避免功率波動過大，也有助于保持擴束后發(fā)散角的穩(wěn)定性。

檢查和優(yōu)化光路中的其他光學元件：光路中其他光學元件如反射鏡、透鏡等的位置和狀態(tài)也會間接影響擴束鏡的發(fā)散角調整效果。確保這些光學元件表面清潔、無損壞，并且安裝位置準確，能夠保證激光束以正確的角度和路徑進入擴束鏡，從而更好地實現對發(fā)散角的調節(jié)。

利用擴束鏡內部的調節(jié)機構

多透鏡組擴束鏡的內部間距調節(jié)：對于由多個透鏡組成的擴束鏡，部分產品設計了可調節(jié)內部透鏡組間距的機構。通過改變透鏡之間的距離，可以改變激光束在擴束鏡內部的傳播路徑和聚焦情況，從而調整發(fā)散角。比如，增加透鏡組之間的間距，可能會使激光束的聚焦點后移，出射后的發(fā)散角減小;減小間距則可能使發(fā)散角增大。

使用有微調旋鈕的擴束鏡：一些高端的激光擴束鏡配備了微調旋鈕，這些旋鈕與擴束鏡內部的光學元件相連。通過旋轉微調旋鈕，可以非常精確地改變光學元件的位置或角度，進而對激光束的發(fā)散角進行微調。這種方式能夠實現對發(fā)散角的精細控制，適用于對激光束質量和發(fā)散角要求極高的應用場景，如高精度激光加工、激光干涉測量等。

采用自適應光學系統

實時監(jiān)測與反饋：在一些先進的激光系統中，會采用自適應光學系統來調節(jié)激光擴束鏡的發(fā)散角。該系統通常包含一個波前傳感器，用于實時監(jiān)測激光束的波前形狀和發(fā)散情況。根據監(jiān)測結果，系統會通過反饋控制算法計算出需要對擴束鏡進行的調整量，并將指令發(fā)送給擴束鏡的調節(jié)機構，如可變形反射鏡或可調節(jié)透鏡等，從而實現對發(fā)散角的動態(tài)調整，以適應不同的工作條件和要求。

主動補償像差和發(fā)散：自適應光學系統不僅可以監(jiān)測和調整發(fā)散角，還能夠主動補償由于光學元件的不完善、光路中的熱效應或大氣擾動等因素引起的像差。通過對激光束的波前進行實時校正，使激光束保持良好的質量和較小的發(fā)散角，確保激光系統在各種復雜環(huán)境下都能穩(wěn)定地工作。