【激光應(yīng)用要點(diǎn)】激光擴(kuò)束鏡可以反向使用嗎？

原創(chuàng) EO 激光團(tuán)隊(duì) Edmund Optics 愛(ài)特蒙特光學(xué)

結(jié)論●●

//1｜激光擴(kuò)束鏡可以反向使用

//2｜反向使用激光擴(kuò)束鏡時(shí)光束直徑會(huì)變小而不是擴(kuò)大（ 如圖1 ）。

圖1: 擴(kuò)束鏡通常采用一個(gè)小的物鏡和一個(gè)較大的像鏡來(lái)增大光束直徑，但它們也可以反過(guò)來(lái)使用一個(gè)大的物鏡和一個(gè)小的像鏡來(lái)減小光束直徑。

激光擴(kuò)束鏡通常用來(lái)增大激光束的直徑以減少發(fā)散，通過(guò)在聚焦元件前擴(kuò)大光束來(lái) zui 小 化聚焦光斑的尺寸，或者通過(guò)降低功率密度來(lái)防止系統(tǒng)內(nèi)部的激光損傷。

在一個(gè)典型的激光擴(kuò)束鏡方向，光束 shou 先 會(huì)遇到一個(gè)小的物鏡，然后被一個(gè)較大像鏡準(zhǔn)直（圖1）。光束直徑、發(fā)散度和放大率（MP）之間的關(guān)系如下：

放大倍率（MP）現(xiàn)在可以用光束發(fā)散度或光束直徑來(lái)表示。

改變激光束擴(kuò)束鏡的方向會(huì)使放大倍率發(fā)生反轉(zhuǎn)。

例如，如果將一個(gè) 5X 的激光擴(kuò)束鏡反向使用，那么它現(xiàn)在的新放大倍數(shù)將是1/5，而不是5。光束直徑因此成功減少，但 公式1 和 2 表明光束的發(fā)散度會(huì)增大。

在前面的例子中，離開(kāi) 5X 激光擴(kuò)束鏡的光束，其輸出光束發(fā)散度為輸入光束發(fā)散度的1/5。然而，當(dāng)反向使用時(shí)，輸出光束發(fā)散度將是輸入光束發(fā)散度的 5 倍。

這意味著在許多情況下，反向使用的激光擴(kuò)束鏡會(huì)減小激光擴(kuò)束鏡近處的光束直徑，但發(fā)散會(huì)導(dǎo)致在遠(yuǎn)處的直徑變大。

如果用戶的目標(biāo)是在遠(yuǎn)處有一個(gè)小的光束，這可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)用戶所期望的 zui 終 結(jié)果。

激光器的光束發(fā)散通常可以在用戶手冊(cè)或規(guī)格書中找到。也可以通過(guò)測(cè)量距離激光器1處的光束直徑和距離激光器 2處的光束直徑來(lái)近似計(jì)算：

其他注意事項(xiàng)

除了增加發(fā)散度之外，反向使用激光擴(kuò)束鏡還有其他注意事項(xiàng)，因?yàn)樗鼈兺ǔＪ菫榱朔糯蠊馐?/span>

鬼影反射

典型的激光擴(kuò)束鏡被設(shè)計(jì)用于增大光束直徑時(shí)考慮到了鬼影反射或透鏡元件上不需要的內(nèi)部反射。除非激光擴(kuò)束鏡是專門為反向設(shè)計(jì)的，否則它很可能沒(méi)有經(jīng)過(guò)反向使用的鬼影反射驗(yàn)證。

鬼影反射會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部聚焦，從而降低光束質(zhì)量，還有可能損壞內(nèi)部元件。這并不特別常見(jiàn)，因?yàn)樵诘湫头较蛏鲜褂玫募す鈹U(kuò)束鏡沒(méi)有鬼影反射，在反方向上也不會(huì)有鬼魂反射。然而，鬼影反射仍然是一種可能性，因此值得驗(yàn)證，特別是在與高功率激光器一起使用時(shí)。

激光誘導(dǎo)損傷閾值（LIDT）

損傷閾值通常被 zhi 定 為輸入孔徑的 zui 大 入射功率或能量。在反向使用激光擴(kuò)束器時(shí)，原來(lái)的出口孔徑現(xiàn)在是 "新 "的輸入孔徑。該表面現(xiàn)在暴露在比通常更高的能量下，在驗(yàn)證激光擴(kuò)束鏡的功率或能量處理能力時(shí)需要考慮到這一點(diǎn)。

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