擴束器分類

　　擴束器是一種光學(xué)器件，用于將輸入的平行光束（通常是激光）擴展成更大的輸出光束。這種設(shè)備在各種科學(xué)和工程應(yīng)用中非常有用，尤其是在需要精確控制光束大小和發(fā)散度的情況下。擴束器的分類可以從多個角度進行，包括其設(shè)計原理、使用材料、應(yīng)用領(lǐng)域等。

　　首先，從設(shè)計原理的角度來看，擴束器主要分為兩大類：伽利略望遠鏡設(shè)計和開普勒望遠鏡設(shè)計。伽利略望遠鏡設(shè)計包括一個負輸入透鏡和一個正輸出透鏡，適用于較低倍數(shù)的擴束（通常小于20倍）。這種設(shè)計簡單、體積小且成本較低。開普勒望遠鏡設(shè)計則包括兩個正透鏡，適用于更高倍數(shù)的擴束，但其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，體積較大。

　　其次，從使用材料的角度來看，擴束器可以分為透射型擴束器和反射型擴束器。透射型擴束器通常使用透鏡來實現(xiàn)光束的擴展，而反射型擴束器則使用反射鏡來實現(xiàn)這一目的。反射型擴束器通常用于高功率激光應(yīng)用，因為反射鏡上的熱效應(yīng)（如熱透鏡效應(yīng)）較弱，能夠避免任何寄生反射。

　　第三，從應(yīng)用領(lǐng)域的角度來看，擴束器可以分為固定倍數(shù)擴束器和可變倍數(shù)擴束器。固定倍數(shù)擴束器的價格相對較低，適合預(yù)算有限且要求不高的用戶。可變倍數(shù)擴束器則可以根據(jù)需要調(diào)整光束的擴展倍數(shù)，適用于更廣泛的應(yīng)用場景。例如，Thorlabs的可變擴束器可以在1x-4x和2x-10x的范圍內(nèi)進行調(diào)整，適用于355、532和1030至1080納米的激光波長。

　　最后，從光學(xué)性能的角度來看，擴束器可以分為消色差擴束器和非消色差擴束器。消色差擴束器使用低像差的消色差設(shè)計，經(jīng)優(yōu)化，提供小于λ/4的波前誤差（即，衍射極限性能），并將對擴大光束的M2值的影響降到最小。這種設(shè)計有助于減少光束的顏色失真，提高光束的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

　　總的來說，擴束器的分類多種多樣，具體選擇取決于實際應(yīng)用的需求和預(yù)算。無論選擇哪種類型的擴束器，其核心目標(biāo)都是通過改變光束的尺寸和強度來改善光學(xué)檢測或成像系統(tǒng)的性能。

　　擴束器工作原理

　　擴束器是一種光學(xué)設(shè)備，其主要功能是改變光斑的尺寸和強度，以改善檢測或成像系統(tǒng)的性能。擴束器通過使用各種光學(xué)元件，如折射鏡、透鏡、反射鏡、棱鏡或定向反射器，來實現(xiàn)這一功能。它不僅可以改變光斑的尺寸（如寬度、長度和直徑），還可以改變其強度（最大亮度）。擴束器廣泛應(yīng)用于光學(xué)檢測、成像系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲和光信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域。

　　擴束器的工作原理取決于其類型和特性。例如，通過將透鏡、折射鏡或棱鏡組合在一起，它們可以改變光斑的尺寸和強度，從而改善檢測或成像系統(tǒng)的性能。在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中，擴束器可能不僅僅使用一個，而是多個相互連接。它們的連接順序依賴于光學(xué)系統(tǒng)的工作原理和功能。例如，可以將透鏡和棱鏡結(jié)合在一起，以增加光軸的角度，從而在整個系統(tǒng)中改變光斑的尺寸和形狀。

　　激光擴束器是一種特殊類型的擴束器，設(shè)計用于擴大平行輸入光束的直徑，以產(chǎn)生較大的平行輸出光束。激光擴束器通常采用無焦系統(tǒng)設(shè)計，這意味著整個系統(tǒng)不具備焦距。平行輸入光束以平行的方式進入內(nèi)部光學(xué)件的光軸中，并以平行的方式離開。這種設(shè)計基于光學(xué)望遠鏡的基礎(chǔ)，光學(xué)望遠鏡主要可分為折射望遠鏡和反射望遠鏡。

　　最通用的擴束鏡起源于伽利略望遠鏡，通常包括一個輸入負透鏡和一個輸出正透鏡。輸入鏡將一個虛焦點光束傳送給輸出鏡，兩個透鏡是虛共焦結(jié)構(gòu)。一般小于20倍的擴束鏡都用該原理制造，因為它簡單、體積小、價格也低。然而，它的局限性在于不能容納空間濾波或者進行大倍率的擴束。

　　擴束器的主要功能是降低激光束的發(fā)散角，從而使激光器聚焦光斑更小。這有助于提高光學(xué)系統(tǒng)的精度和性能。擴束器還能夠增加光學(xué)系統(tǒng)的存儲容量，例如一次將更多的信息如圖像存儲到一個驅(qū)動器中，或者在傳輸光信號時增加數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　總之，擴束器通過改變光斑的尺寸和強度來改善光學(xué)系統(tǒng)的性能。其工作原理涉及使用各種光學(xué)元件來實現(xiàn)所需的光斑調(diào)整。擴束器在光學(xué)檢測、成像系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲和光信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

　　擴束器作用

　　擴束器是一種光學(xué)器件，其主要作用是改變激光光束的直徑和發(fā)散角，從而實現(xiàn)對光束的聚焦、準(zhǔn)直和亮度增強。擴束器在激光技術(shù)、顯微鏡、照明系統(tǒng)、天文望遠鏡、生物醫(yī)療和光學(xué)通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

　　首先，擴束器可以聚焦光束。通過將平行光線匯聚成一個尺寸較小的光束，擴束器能夠?qū)⒐馐哪芰考性谳^小的區(qū)域內(nèi)，從而提高光束的功率密度。這對于激光加工、激光打標(biāo)和激光切割等應(yīng)用非常重要，因為高功率密度的光束能夠更精確和高效地作用在材料表面上。

　　其次，擴束器可以改變光束的位置。通過調(diào)節(jié)光束的入射角度，擴束器可以改變光束的方向，以便更好地適應(yīng)特定的應(yīng)用場合。這對于需要精確控制光束路徑的應(yīng)用，如顯微鏡和光學(xué)通信，非常有用。

　　此外，擴束器可以控制光束的大小。通過將較大的光束變成尺寸較小的光束，擴束器能夠?qū)崿F(xiàn)對光束大小的控制。這對于需要特定光束尺寸的應(yīng)用，如激光微加工和顯微鏡觀察，非常重要。

　　擴束器還可以增加光束的亮度。通過將平行光線聚集在一起，擴束器可以增加光束的亮度，提高光輸出功率，從而更好地滿足某些高功率激光器的需求。這對于需要高亮度光束的應(yīng)用，如激光顯示和光學(xué)通信，非常關(guān)鍵。

　　在實際應(yīng)用中，擴束器通常由兩個透鏡或曲面鏡組成，形成一個光學(xué)望遠鏡。通過調(diào)整透鏡之間的距離，可以實現(xiàn)對光束直徑和發(fā)散角的調(diào)節(jié)。擴束器可以分為固定倍數(shù)擴束器和可變倍數(shù)擴束器。固定倍數(shù)擴束器的價格相對較低，適合預(yù)算有限且要求不高的客戶；而可變倍數(shù)擴束器可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)光束的放大倍數(shù)，適用于需要靈活調(diào)整光束參數(shù)的應(yīng)用。

　　總之，擴束器在光學(xué)系統(tǒng)中扮演著重要角色，通過改變光束的直徑和發(fā)散角，實現(xiàn)了對光束的聚焦、準(zhǔn)直和亮度增強，從而滿足了各種應(yīng)用的需求。

　　擴束器特點

　　擴束器是一種光學(xué)器件，主要用于改變激光光束的直徑和發(fā)散角。它在激光技術(shù)、顯微鏡、照明系統(tǒng)、天文望遠鏡以及光學(xué)通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。擴束器的特點可以從以下幾個方面進行詳細闡述。

　　首先，擴束器能夠聚焦光束。通過將平行光線變?yōu)閰R聚于一點或一線的光束，擴束器實現(xiàn)了光束的聚焦，使其能夠在較小的區(qū)域內(nèi)集中能量。這一特性在激光打標(biāo)、激光切割和激光焊接等激光科技領(lǐng)域尤為重要，因為它能夠大幅度提高光束密度和功率密度，使得激光在材料表面上的作用更加精準(zhǔn)和高效。

　　其次，擴束器可以改變光束的位置。通過調(diào)節(jié)光束入射的角度，擴束器能夠改變光束的位置，以便更好地適應(yīng)特定的應(yīng)用場合。這一功能在顯微鏡和照明系統(tǒng)中尤為有用，能夠使光線更好地聚集在被測物體的細節(jié)上，從而提供更清晰的圖像和更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

　　第三，擴束器能夠控制光束的大小。它可以把較大的光束變成尺寸較小的光束，從而實現(xiàn)對光束大小的控制。這一特性在天文望遠鏡和生物醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，在天文望遠鏡中，擴束器可以將大面積的光線聚集到小的探測器上，從而有效提高望遠鏡的分辨率和靈敏度。

　　此外，擴束器還能夠增加光束的亮度。通過將平行光線聚集在一起，擴束器可以增加光束的亮度，提高光輸出功率，從而更好地滿足某些高功率激光器的需求。這一特性在光學(xué)通信領(lǐng)域尤為重要，因為它能夠?qū)崿F(xiàn)更遠距離的數(shù)據(jù)傳輸和更高速率的通信。

　　最后，擴束器的設(shè)計和制造工藝也直接影響其性能。例如，立陶宛Optogama公司的可變光束擴束器采用獨特的機械滑動透鏡設(shè)計，能夠確保高指向穩(wěn)定性（0.5mrad）和最小尺寸。這些擴束器的所有光學(xué)元件均由具有高損傷閾值（LIDT）涂層的熔融石英制成，即使在使用高功率激光器的情況下也能提供穩(wěn)定可靠的性能。

　　總的來說，擴束器具有聚焦光束、改變光束位置、控制光束大小、增加光束亮度等多種特點，這些特點使其在各種光學(xué)應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。無論是科學(xué)研究還是工業(yè)應(yīng)用，擴束器都是不可或缺的關(guān)鍵組件。

　　擴束器應(yīng)用

　　擴束器是一種光學(xué)器件，主要用于改變激光光束的直徑和發(fā)散角。它在激光技術(shù)、顯微鏡、照明系統(tǒng)、天文望遠鏡以及光學(xué)通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。以下是對擴束器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用的詳細闡述。

　　首先，在激光技術(shù)領(lǐng)域，擴束器被廣泛應(yīng)用于激光打標(biāo)、激光切割和激光焊接等應(yīng)用。通過將平行光線變?yōu)閰R聚于一點或一線的光束，擴束器實現(xiàn)了光束的聚焦，使其能夠在較小的區(qū)域內(nèi)集中能量。這一特性能夠大幅度提高光束密度和功率密度，使得激光在材料表面上的作用更加精準(zhǔn)和高效。

　　其次，在顯微鏡領(lǐng)域，擴束器被用于提高顯微鏡的分辨率和觀察效果。通過調(diào)節(jié)光束入射的角度，擴束器能夠改變光束的位置，以便更好地適應(yīng)特定的應(yīng)用場合。這一功能能夠使光線更好地聚集在被測物體的細節(jié)上，從而提供更清晰的圖像和更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

　　第三，在照明系統(tǒng)領(lǐng)域，擴束器被用于提高照明系統(tǒng)的亮度和均勻性。它可以把較大的光束變成尺寸較小的光束，從而實現(xiàn)對光束大小的控制。這一特性在舞臺照明和汽車頭燈等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

　　此外，在天文望遠鏡領(lǐng)域，擴束器被用于提高望遠鏡的分辨率和靈敏度。通過將大面積的光線聚集到小的探測器上，擴束器能夠有效提高望遠鏡的分辨率和靈敏度，從而更好地觀測天體。

　　最后，在光學(xué)通信領(lǐng)域，擴束器被用于提高光信號的傳輸效率和傳輸距離。通過將平行光線聚集在一起，擴束器可以增加光束的亮度，提高光輸出功率，從而更好地滿足某些高功率激光器的需求。這一特性在光纖通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

　　總的來說，擴束器在各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，其主要作用是改變光束的直徑和發(fā)散角，從而實現(xiàn)對光束的聚焦、準(zhǔn)直和亮度增強。無論是在科學(xué)研究還是工業(yè)應(yīng)用中，擴束器都是不可或缺的關(guān)鍵組件。

　　擴束器如何選型？

　　激光擴束器是一種光學(xué)器件，用于改變激光光束的直徑和發(fā)散角。它在激光加工、激光測距、激光微加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。選擇合適的激光擴束器對于獲得高質(zhì)量的激光光束至關(guān)重要。本文將詳細介紹如何選擇合適的激光擴束器，并列出一些具體的型號供參考。

　　一、了解基本參數(shù)

　　在選擇激光擴束器之前，需要了解以下幾個基本參數(shù)：

　　光斑大小：激光器出射光的光斑大小以及振鏡和場鏡設(shè)計的入射光束直徑。

　　擴束倍數(shù)：需要將光束擴大的倍數(shù)。

　　設(shè)計波長：激光器的工作波長。

　　光束質(zhì)量：光束的準(zhǔn)直性和均勻性。

　　損傷閾值：擴束器所能承受的最大激光功率。

　　二、選擇擴束倍數(shù)

　　擴束倍數(shù)是指擴束器將光束直徑擴大的倍數(shù)。一般來說，擴束倍數(shù)越大，光束質(zhì)量越好，但相應(yīng)的成本也會增加。常見的擴束倍數(shù)有2倍、3倍、5倍、6倍等。

　　例如，如果你的激光器出射光斑為3mm，而你需要將其擴展到12mm，則可以選擇4倍的擴束器（3mm × 4 = 12mm）。如果需要更高的光束質(zhì)量，可以選擇5倍或6倍的擴束器，但需要注意光斑的匹配問題。

　　三、選擇設(shè)計波長

　　擴束器的設(shè)計波長應(yīng)與激光器的工作波長相匹配。常見的設(shè)計波長包括355nm（紫外）、532nm（綠光）和1064nm（紅外）。選擇合適的設(shè)計波長可以確保擴束器的抗反射涂層有效工作，從而減少光功率損失。

　　四、考慮光束質(zhì)量和損傷閾值

　　光束質(zhì)量直接影響激光加工的效果。高光束質(zhì)量的擴束器可以提供更細、更均勻的光斑。損傷閾值則是指擴束器所能承受的最大激光功率。對于高功率激光應(yīng)用，選擇高損傷閾值的擴束器可以避免光學(xué)元件的損壞。

　　五、具體型號推薦

　　以下是幾款常見的激光擴束器型號，供參考：

　　新特光電的固定倍數(shù)擴束器：

　　FEX-2：2倍擴束，設(shè)計波長為1064nm，輸入孔徑為11.5mm，輸出孔徑為23mm。

　　FEX-3：3倍擴束，設(shè)計波長為1064nm，輸入孔徑為11.5mm，輸出孔徑為23mm。

　　FEX-8：8倍擴束，設(shè)計波長為1064nm，輸入孔徑為11.5mm，輸出孔徑為23mm。

　　Optogama的可變倍數(shù)擴束器：

　　VEX13：1倍到3倍連續(xù)可調(diào)，設(shè)計波長包括343-355nm、1030-1064nm、515-532nm等。

　　VEX18：1倍到8倍連續(xù)可調(diào)，設(shè)計波長包括343-355nm、1030-1064nm、515-532nm等。

　　Jenoptik的可調(diào)擴束器：

　　1x-4x：適用于355nm、532nm、1030-1080nm波段。

　　2x-10x：適用于355nm、532nm、1030-1080nm波段。

　　六、總結(jié)

　　選擇合適的激光擴束器需要綜合考慮光斑大小、擴束倍數(shù)、設(shè)計波長、光束質(zhì)量和損傷閾值等多個因素。通過詳細了解這些參數(shù)，并結(jié)合具體的應(yīng)用需求，可以選擇出最適合的激光擴束器型號。希望本文的介紹能夠幫助您更好地理解和選擇激光擴束器。