stringtranslate.com

Расширитель луча

Расширители пучка — это оптические устройства, которые принимают коллимированный пучок света и расширяют его ширину (или, наоборот, уменьшают его ширину).

В лазерной физике они используются как внутрирезонаторные или внерезонаторные элементы. Они могут быть телескопическими по своей природе или призматическими. Обычно призматические расширители пучка используют несколько призм и известны как многопризменные расширители пучка.

Телескопические расширители пучка включают рефракционные и отражательные телескопы . [1] Обычно используемый рефракционный телескоп — это телескоп Галилея , который может функционировать как простой расширитель пучка для коллимированного света. Главное преимущество конструкции Галилея заключается в том, что она никогда не фокусирует коллимированный пучок в точку, поэтому эффекты, связанные с высокой плотностью мощности, такие как пробой диэлектрика , более избегаемы, чем в фокусирующих конструкциях, таких как телескоп Кеплера . При использовании в качестве внутрирезонаторных расширителей пучка в лазерных резонаторах эти телескопы обеспечивают двумерное расширение пучка в диапазоне 20–50. [1]

В настраиваемых лазерных резонаторах внутрирезонаторное расширение пучка обычно освещает всю ширину дифракционной решетки . [2] Таким образом, расширение пучка уменьшает расхождение пучка и обеспечивает излучение очень узких линий [3] , что является желаемой характеристикой для многих аналитических приложений, включая лазерную спектроскопию. [4] [5]

Многопризменные расширители пучка

Длинноимпульсный перестраиваемый лазерный генератор, использующий многопризменный расширитель луча [6]

Многопризменные расширители пучка обычно используют от двух до пяти призм для получения больших одномерных коэффициентов расширения пучка. Конструкции, применимые к перестраиваемым лазерам с коэффициентами расширения пучка до 200, были раскрыты в литературе. [3] Первоначально конфигурации многопризменных решеток были введены в узкополосных жидкостных лазерах на красителях [1] [7], но в конечном итоге были также приняты в газовых, твердотельных и диодных лазерных конструкциях. [3] Обобщенное математическое описание многопризменных расширителей пучка, введенное Дуарте , [8] известно как теория дисперсии многопризм . [1] [3]

Многопризменные расширители пучка и решетки также могут быть описаны с помощью матриц передачи лучей . [9] Многопризменная теория дисперсии также доступна в форме матрицы 4 × 4. [3] [10] Эти матричные уравнения применимы либо к призменным импульсным компрессорам, либо к многопризменным расширителям пучка. [3]

Формирование пучка вне полости

Гибридные преобразователи пучка с дополнительным резонатором: используя телескопический расширитель пучка, за которым следует выпуклая линза, за которой следует многопризменный расширитель пучка, лазерный луч (с круглым поперечным сечением) может быть преобразован в чрезвычайно вытянутый луч в плоскости распространения, в то время как чрезвычайно тонкий в ортогональной плоскости. [3] [11] Результирующее плоскостное освещение с почти одномерным (или линейным) поперечным сечением устраняет необходимость в точечном сканировании и стало важным для таких приложений, как N-щелевая интерферометрия , микроденситометрия и микроскопия . Этот тип освещения также может быть известен в литературе как освещение световым листом или селективное плоскостное освещение.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Дуарте, Ф. Дж. (1990). "Осцилляторы с узкой шириной линии импульсного лазера на красителе". В Дуарте, Ф. Дж.; Хиллман, Л. В. (ред.). Принципы лазера на красителе . Academic Press . ISBN 978-0-12-222700-4.
  2. ^ Hänsch, TW (1972). "Повторно-импульсный перестраиваемый лазер на красителе для спектроскопии высокого разрешения" . Applied Optics . 11 (4): 895–898. Bibcode :1972ApOpt..11..895H. doi :10.1364/AO.11.000895. PMID  20119064.
  3. ^ abcdefg Дуарте, Ф. Дж. (2015). Настраиваемая лазерная оптика (2-е изд.). CRC Press . ISBN 978-1-4822-4529-5.
  4. ^ Демтредер, В. (2007). Лазерная спектроскопия: Grundlagen und Techniken (на немецком языке) (5-е изд.). Спрингер . ISBN 978-3-540-33792-8.
  5. ^ Demtröder, W. (2008). Лазерная спектроскопия Том 1: Основные принципы (4-е изд.). Springer . ISBN 978-3-540-73415-4.
  6. ^ Дуарте, Франциско Дж.; Тейлор, Трэвис С.; Костела, Анхель; Гарсия-Морено, Инмакулада; Састре, Роберто (1998). «Длинноимпульсный узколинейный дисперсионный твердотельный лазерный генератор на красителе». Прикладная оптика . 37 (18): 3987–3989. Bibcode : 1998ApOpt..37.3987D. doi : 10.1364/ao.37.003987. PMID  18273368.
  7. ^ Дуарте, Ф. Дж.; Пайпер, Дж. (1980). «Двухпризменный расширитель пучка для импульсных лазеров на красителях». Optics Communications . 35 (1): 100–104. Bibcode : 1980OptCo..35..100D. doi : 10.1016/0030-4018(80)90368-5.
  8. ^ Дуарте, Ф. Дж.; Пайпер, Дж. (1982). «Теория дисперсии многопризменных расширителей пучка для импульсных лазеров на красителях». Optics Communications . 43 (5): 303–307. Bibcode : 1982OptCo..43..303D. doi : 10.1016/0030-4018(82)90216-4.
  9. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1989). «Анализ матрицы переноса лучей многопризменных генераторов лазеров на красителях». Оптическая и квантовая электроника . 21 : 47–54. doi :10.1007/BF02199466. S2CID  122811020.
  10. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1992). «Многопризматическая дисперсия и матрицы переноса лучей 4×4». Оптическая и квантовая электроника . 24 : 49–53. doi :10.1007/BF01234278. S2CID  121055172.
  11. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1991). "Глава 2". Высокомощные лазеры на красителях . Springer-Verlag . ISBN 978-0-387-54066-5.

Внешние ссылки