Расширитель луча
Расширители луча — это оптические устройства, которые принимают коллимированный луч света и расширяют его ширину (или, наоборот, уменьшают его ширину).
В лазерной физике они используются как внутрирезонаторные, так и внерезонаторные элементы. Они могут быть телескопическими или призматическими. Обычно призматические расширители луча используют несколько призм и известны как расширители луча с несколькими призмами.
К телескопическим расширителям луча относятся преломляющие и отражательные телескопы . [1] Обычно используемый телескоп-рефрактор — это телескоп Галилея , который может функционировать как простой расширитель луча для коллимированного света. Основное преимущество конструкции Галилея состоит в том, что она никогда не фокусирует коллимированный луч в точку, поэтому эффектов, связанных с высокой плотностью мощности, таких как пробой диэлектрика , легче избежать, чем с фокусирующими конструкциями, такими как телескоп Кеплера . При использовании в качестве внутрирезонаторных расширителей луча в лазерных резонаторах эти телескопы обеспечивают двумерное расширение луча в диапазоне 20–50. [1]
В перестраиваемых лазерных резонаторах внутрирезонаторное расширение луча обычно освещает всю ширину дифракционной решетки . [2] Таким образом, расширение луча уменьшает его расходимость и позволяет излучать линии очень узкой ширины. [3] что является желательной функцией для многих аналитических приложений, включая лазерную спектроскопию. [4] [5]
Многопризменные расширители луча
[ редактировать ]
В многопризменных расширителях луча обычно используются от двух до пяти призм, что обеспечивает большие коэффициенты одномерного расширения луча. В литературе описаны конструкции, применимые к перестраиваемым лазерам с коэффициентом расширения луча до 200. [3] Первоначально конфигурации с несколькими призмами были использованы в лазерах на жидких красителях с узкой шириной линии. [1] [7] но в конечном итоге были также приняты в конструкциях газовых, твердотельных и диодных лазеров. [3] Обобщенное математическое описание многопризменных расширителей луча, введенное Дуарте , [8] известна как теория многопризменной дисперсии . [1] [3]
Расширители и массивы лучей с несколькими призмами также можно описать с помощью матриц переноса лучей . [9] Теория многопризменной дисперсии также доступна в матричной форме 4 × 4. [3] [10] Эти матричные уравнения применимы либо к призменным импульсным компрессорам , либо к многопризменным расширителям луча. [3]
Формирование внеполостной балки
[ редактировать ]Гибридные трансформаторы луча с дополнительным резонатором: с помощью телескопического расширителя луча, затем выпуклой линзы, а затем многопризменного расширителя луча, лазерный луч (с круглым поперечным сечением) можно преобразовать в чрезвычайно вытянутый луч в плоскости распространение, при этом чрезвычайно тонкое в ортогональной плоскости. [3] [11] Получающееся в результате плоское освещение с почти одномерным (или линейным) поперечным сечением устраняет необходимость поточечного сканирования и стало важным для таких приложений, как N-щелевая интерферометрия , микроденситометрия и микроскопия . Этот тип освещения также может быть известен в литературе как световое листовое освещение или избирательное плоскостное освещение.
См. также
[ редактировать ]- Лазерная связь в космосе
- Микроденситометр
- Теория многопризменной дисперсии
- Лазерные генераторы с многопризменной решеткой
- N-щелевой интерферометр
- Анализ матрицы лучевого переноса
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Дуарте, Ф.Дж. (1990). «Узкополосные импульсные лазерные генераторы на красителях». В Дуарте, Ф.Дж.; Хиллман, Л.В. (ред.). Принципы работы лазера на красителях . Академическая пресса . ISBN 978-0-12-222700-4 .
- ^ Хэнш, TW (1972). «Периодически-импульсный перестраиваемый лазер на красителе для спектроскопии высокого разрешения» . Прикладная оптика . 11 (4): 895–898. Бибкод : 1972ApOpt..11..895H . дои : 10.1364/AO.11.000895 . ПМИД 20119064 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Дуарте, Ф.Дж. (2015). Перестраиваемая лазерная оптика (2-е изд.). ЦРК Пресс . ISBN 978-1-4822-4529-5 .
- ^ Демтредер, В. (2007). Лазерная спектроскопия: основы и методы (на немецком языке) (5-е изд.). Спрингер . ISBN 978-3-540-33792-8 .
- ^ Демтредер, В. (2008). Лазерная спектроскопия. Том 1: Основные принципы (4-е изд.). Спрингер . ISBN 978-3-540-73415-4 .
- ^ Дуарте, Франсиско Дж.; Тейлор, Трэвис С.; Костела, Ангел; Гарсиа-Морено, Инмакулада; Састре, Роберто (1998). «Длинноимпульсный дисперсионный твердотельный лазер на красителе с узкой шириной линии». Прикладная оптика . 37 (18): 3987–3989. Бибкод : 1998ApOpt..37.3987D . дои : 10.1364/ao.37.003987 . ПМИД 18273368 .
- ^ Дуарте, Ф.Дж.; Пайпер, Дж. (1980). «Двухпризменный расширитель луча для импульсных лазеров на красителях». Оптические коммуникации . 35 (1): 100–104. Бибкод : 1980OptCo..35..100D . дои : 10.1016/0030-4018(80)90368-5 .
- ^ Дуарте, Ф.Дж.; Пайпер, Дж. (1982). «Теория дисперсии многопризменных расширителей луча для импульсных лазеров на красителях». Оптические коммуникации . 43 (5): 303–307. Бибкод : 1982OptCo..43..303D . дои : 10.1016/0030-4018(82)90216-4 .
- ^ Дуарте, Ф.Дж. (1989). «Анализ матрицы переноса лучей многопризменных лазерных генераторов на красителях». Оптическая и квантовая электроника . 21 : 47–54. дои : 10.1007/BF02199466 . S2CID 122811020 .
- ^ Дуарте, Ф.Дж. (1992). «Многопризменная дисперсия и матрицы переноса лучей 4×4». Оптическая и квантовая электроника . 24 : 49–53. дои : 10.1007/BF01234278 . S2CID 121055172 .
- ^ Дуарте, Ф.Дж. (1991). «Глава 2». Лазеры на красителях высокой мощности . Спрингер-Верлаг . ISBN 978-0-387-54066-5 .
