Calculateur d'expanseur de faisceau laser

Un expanseur de faisceau laser est un système optique afocal qui augmente le diamètre du faisceau tout en réduisant sa divergence angulaire. Il utilise généralement deux lentilles disposées comme une lunette. Le facteur d'expansion, aussi appelé grossissement, est le diamètre du faisceau sortant divisé par celui du faisceau entrant. Dans un système idéal, il correspond aussi au rapport des valeurs absolues des focales de la seconde et de la première lentille. Un expanseur de grossissement cinq transforme un faisceau entrant de 2 mm en un faisceau sortant de 10 mm. La conservation de l'étendue optique explique la variation correspondante de divergence. En négligeant les aberrations, le rognage du faisceau et la diffraction liée aux ouvertures finies, la divergence angulaire est divisée par le facteur d'expansion. Un faisceau entrant de 1 mrad traversant un expanseur de grossissement cinq ressort idéalement avec une divergence de 0.2 mrad. Ce compromis est utile pour la propagation à longue distance, le lidar, l'interférométrie, le traitement des matériaux, l'alignement et les applications exigeant une petite tache en champ lointain. Ce calculateur fournit le diamètre élargi, la divergence idéale de sortie et la valeur absolue requise de la focale de la seconde lentille. Il accepte la valeur absolue de la première focale afin d'utiliser le même calcul pour les deux montages courants. Un expanseur képlérien utilise deux lentilles convergentes séparées d'environ la somme de leurs focales. Il forme un foyer interne, permet le filtrage spatial et inverse l'image. Un expanseur galiléen utilise une première lentille divergente et une seconde convergente, séparées d'environ la différence des valeurs absolues de leurs focales. Il est plus court et ne possède pas de foyer interne, ce qui peut être avantageux à forte puissance. Une conception réelle ne se limite pas aux rapports paraxiaux. Les ouvertures utiles des lentilles doivent prévoir une marge au-delà du diamètre nominal du faisceau, généralement plusieurs rayons de faisceau selon le rognage acceptable. Les traitements doivent convenir à la longueur d'onde et à la puissance, et les matériaux doivent supporter l'énergie des impulsions ou l'intensité continue. Les aberrations, la collimation d'entrée, l'espacement des lentilles, la qualité du faisceau et l'alignement influencent la divergence obtenue. Le résultat constitue donc une spécification initiale idéale, et non une prescription optique complète. Comparez les facteurs d'expansion et les paires de focales, puis vérifiez la conception par la propagation gaussienne, les ouvertures, les seuils de dommage, les tolérances mécaniques et les paramètres mesurés du faisceau.