Pусский
Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2025-12-30 Происхождение:Работает
Коллимация означает степень, в которой лазерный луч остается параллельным при распространении на расстояние. Идеальный коллимированный луч имеет идеально параллельные края и никогда не расходится, с углом расхождения ровно 0. Однако в действительности это невозможно и существует только в некоторых научно-фантастических фильмах, где лазерные лучи распространяются бесконечно с постоянным диаметром. В действительности лазерные лучи неизбежно расходятся, и когда расстояние до лазера достаточно велико, его интенсивность может даже подчиняться закону обратных квадратов.
Для источников когерентного монохроматического света, таких как лазеры, степень расхождения в основном зависит от диаметра луча (выходящего или перетяжки луча) и длины волны. В частности, чем шире луч, тем меньше расходимость; чем короче длина волны, тем меньше расходимость. Лазеры небольшого размера обычно производят лучи с более сильной расходимостью, главным образом потому, что диаметр луча этих лазеров обычно меньше, а не вызван непосредственно их размером. Эта характеристика обусловлена дифракционным пределом распространения волн и не может быть преодолена оптическими элементами; луча, который был бы одновременно узким и имел низкую расходимость, просто не существует.
(Обратитесь к диаграмме «Угол диффузии, ширина луча, длина Рэлея». Обратите внимание, что угол диффузии на диаграмме сильно преувеличен, а перетяжка луча большинства распространенных лазеров фактически расположена внутри резонансной полости или на определенном зеркале.)
Формула для общего угла расхождения (в радианах) источника плоских волн:
Чтобы вычислить угол расхождения на половину угла (как указано в некоторых характеристиках лазера), просто разделите результат на 2. Эта формула и закон обратных квадратов интенсивности света применимы только к сценариям, где расстояние от лазера превышает длину Рэлея (намного больше, чем перетяжка луча), и требуют соблюдения идеальных условий - учитывая диаметр луча (перетяжки луча), угол расхождения в дальней зоне не может быть дополнительно уменьшен без повторной коллимации.
Следует отметить, что положение эффективного точечного источника обычно не совпадает с выходной апертурой лазера; аналогично, диаметр луча не обязательно относится к размеру пятна, когда луч выходит из резонансной полости, но может быть диаметром перетяжки луча (который может быть расположен внутри или снаружи резонансной полости). Оптические компоненты резонансной полости (такие как кривизна зеркал, внешняя кривизна выходного зеркала связи и т. д.) будут влиять на перетяжку пучка.
Основная формула для размера пятна идеального гауссова луча, ограниченного дифракцией:
Поскольку «фокусное расстояние линзы/диаметр луча» по существу отражает скорость схождения луча, а также является «f-числом» оптической системы, приведенную выше формулу можно эквивалентно выразить как:
Чтобы рассчитать необходимое фокусное расстояние объектива на основе размера целевого пятна, формула выглядит следующим образом:
Если значение M⊃2; луча не равно 1 (некруглый гауссов луч основной моды TEM₀₀), окончательный размер пятна увеличится; если диаметр луча жестко ограничен апертурой, то 4/π в формуле нужно заменить на 2,44, и вычисленным результатом будет диаметр пятна, соответствующий первой темной полосе.
Идеальный гелий-неоновый лазер имеет апертуру 0,5 мм, длину волны 632,8 нм и угол расходимости примерно 1,6 миллирадиан. При использовании объектива с фокусным расстоянием 25 мм минимальный размер пятна составляет примерно 40,28 микрометра. Если луч сначала расширить до 10 мм и коллимировать, а затем сфокусировать с помощью той же линзы, размер пятна можно уменьшить до чуть большего, чем 4 микрометра.
Некоторые спецификации лазеров будут включать параметр «миллиметр-мрад (мм-мрад)». Этот параметр представляет собой произведение размера луча (в миллиметрах) в плоскости падения, плоскости ближнего поля или перетяжки луча (где луч имеет наименьший размер) и угловой расходимости в дальней зоне (в миллирадианах). Важно отметить, что разные производители могут определять «размер луча» по-разному, включая полную ширину, половину ширины, полную ширину на половину высоты, ширину 1/e, ширину 1/e⊃2;, ширину первой темной полосы, стандартное отклонение, ширину, содержащую 86% энергии и т. д.
BU-LASER предлагает полупроводниковые диодные лазеры фиолетового, голубого, синего, зеленого, красного и инфракрасного цветов (375–1064 нм, выходная мощность 1–500 Вт, различные режимы луча и размеры), чтобы лучше удовлетворять потребности клиентов в различных приложениях. Мы также предлагаем профессиональное обслуживание OEM и ODM! Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами по адресу song@bu-laser.com.