Was ist ein Strahlaufweiter?

1. Kurze Einführung in den Strahlaufweiter

Ein Licht- oder Laserstrahlaufweiter ist ein wissenschaftliches Instrument, das den Eingangsstrahl von parallelem Licht oder Laser in einen größeren Ausgangsstrahl erweitern kann. In Bezug auf die Verwendung ähnelt das Instrument einem Teleskop und erzeugt lineare Teleskopstrahlen oder Prismenstrahlen, wie Strahlen, die sichtbar sind, wenn Licht von der Kristallfläche eines Kristalls reflektiert wird. Laserstrahlaufweiter werden in fast zehn wissenschaftlichen Anwendungen in der Laserphysik und ihren Ausgangsstrahlen zur Messung verwendet, wie z. B. Lasermikrobearbeitung, Schneiden von Solarzellen, Fernerkundung und wissenschaftliche Experimente in vielen anderen Bereichen. Ohne die Chromatizität zu beeinträchtigen, vermeiden ihre Strahlvergrößerungen absichtlich eine Fokussierung und ermöglichen so die kleinsten Anwendungen (wie Mikroskope) bis hin zu den größten astronomischen Messungen. Sie wurden von ausgereiften optischen Teleskopsystemen entwickelt und haben eine hohe Durchlässigkeit und geringe Verzerrung.

Die meisten Funktionen sind in Laserstrahlaufweiters eignen sich für standardmäßige Eintrittsöffnungen und können unabhängig von der Wellenlänge genaue Strahlen beibehalten. Die Laserstrahlaufweiter können Licht aus dem ultravioletten Spektrum verarbeiten, alle sichtbaren Bereiche passieren und in den Infrarotbereich eintreten und die Länge des Teleskops reduzieren. Sie sind für variable und feste Ausgabekonfigurationen mit Säulenanpassungssteuerungen ausgelegt.

Für einige Hintergründe sind optische Teleskope feuerbeständig oder reflektierend. Brechungsteleskope brechen Licht durch Linsen, die Licht beugen oder brechen, während Spiegelteleskope große optische Linsen verwenden, um Licht zu reflektieren. Der Laserstrahlaufweiter ist im Wesentlichen ein Teleskop, und sein Prinzip besteht darin, dass die Strahldivergenz und das Strahlaufweitungsverhältnis den gleichen Faktor haben. Der Strahlaufweiter mit geringerer Leistung basiert auf dem Design des Galileo-Teleskops mit Linsengruppen mit negativem Eingang und positivem Ausgang. Es gibt jedoch auch Kepler-Teleskopdesigns, die eine Lochfokussierungslinse in der Mitte und zwei Positivlinsen haben, die sehr lang und skalierbar sind.

Der Ort der Bildlinse und Objektivlinse, die durch das Design der Laserstrahlaufweiter erzeugt wird, ist entgegengesetzt zu der im Kepler-Teleskop. Der zylindrische Eingangsstrahl wird auf einen Punkt zwischen den Linsen fokussiert, wo sich die Laserwärme ansammelt und die Luft erwärmt, was eine Wellenfrontverzerrung verursacht. Daher wird normalerweise das Galileo-Design bevorzugt, um Verzerrungen zu vermeiden. Da der Laserstrahlaufweiter den Lasereingang mit der eingestellten Aufweitungsleistung verstärkt, verringert er die Divergenz des Strahls am Ausgang mit gleicher Leistung, und bei größerer Entfernung wird der zylindrische Strahl kleiner.

2. Das Design des Strahlaufweiters

Das sogenannte hybride optische Design außerhalb der Kavität im Strahlaufweiter verwendet eine konvexe Linse nach dem Standardstrahlaufweiter. Seine Form ähnelt der Krümmung des menschlichen Auges, was zu einem multiplen Prismeneffekt führt. Diese aufgeweiteten Strahlen können über eine große Entfernung emittiert werden, aber wenn sie aus einem Winkel betrachtet werden, erscheinen sie sehr dünn. Diese Linienbeleuchtungen werden in interferometrischen Verfahren für optische und ingenieurmesstechnische Messungen eingesetzt. Sie werden auch in der Kern-, Teilchen- und Plasmaphysik eingesetzt.