【激光應用要點】激光擴束鏡可以反向使用嗎？

原創 EO 激光團隊 Edmund Optics 愛特蒙特光學

結論●●

//1｜激光擴束鏡可以反向使用

//2｜反向使用激光擴束鏡時光束直徑會變小而不是擴大（ 如圖1 ）。

圖1: 擴束鏡通常采用一個小的物鏡和一個較大的像鏡來增大光束直徑，但它們也可以反過來使用一個大的物鏡和一個小的像鏡來減小光束直徑。

激光擴束鏡通常用來增大激光束的直徑以減少發散，通過在聚焦元件前擴大光束來 zui 小 化聚焦光斑的尺寸，或者通過降低功率密度來防止系統內部的激光損傷。

在一個典型的激光擴束鏡方向，光束 shou 先 會遇到一個小的物鏡，然后被一個較大像鏡準直（圖1）。光束直徑、發散度和放大率（MP）之間的關系如下：

放大倍率（MP）現在可以用光束發散度或光束直徑來表示。

改變激光束擴束鏡的方向會使放大倍率發生反轉。

例如，如果將一個 5X 的激光擴束鏡反向使用，那么它現在的新放大倍數將是1/5，而不是5。光束直徑因此成功減少，但 公式1 和 2 表明光束的發散度會增大。

在前面的例子中，離開 5X 激光擴束鏡的光束，其輸出光束發散度為輸入光束發散度的1/5。然而，當反向使用時，輸出光束發散度將是輸入光束發散度的 5 倍。

這意味著在許多情況下，反向使用的激光擴束鏡會減小激光擴束鏡近處的光束直徑，但發散會導致在遠處的直徑變大。

如果用戶的目標是在遠處有一個小的光束，這可能無法實現用戶所期望的 zui 終 結果。

激光器的光束發散通常可以在用戶手冊或規格書中找到。也可以通過測量距離激光器1處的光束直徑和距離激光器 2處的光束直徑來近似計算：

其他注意事項

除了增加發散度之外，反向使用激光擴束鏡還有其他注意事項，因為它們通常是為了放大光束。

鬼影反射

典型的激光擴束鏡被設計用于增大光束直徑時考慮到了鬼影反射或透鏡元件上不需要的內部反射。除非激光擴束鏡是專門為反向設計的，否則它很可能沒有經過反向使用的鬼影反射驗證。

鬼影反射會導致內部聚焦，從而降低光束質量，還有可能損壞內部元件。這并不特別常見，因為在典型方向上使用的激光擴束鏡沒有鬼影反射，在反方向上也不會有鬼魂反射。然而，鬼影反射仍然是一種可能性，因此值得驗證，特別是在與高功率激光器一起使用時。

激光誘導損傷閾值（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。在反向使用激光擴束器時，原來的出口孔徑現在是 "新 "的輸入孔徑。該表面現在暴露在比通常更高的能量下，在驗證激光擴束鏡的功率或能量處理能力時需要考慮到這一點。

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