Was ist ein Beam Expander?
Ein Licht- oder Laserstrahl-Expander ist ein wissenschaftliches Instrument, mit dem paralleles Licht oder Laserstrahlen einen Eingangsstrahl zu einem größeren Ausgangsstrahl erweitern können. Das Instrument wird ähnlich wie ein Teleskop verwendet und erzeugt geradlinige Teleskopstrahlen oder prismatische Strahlen, wie die Strahlen, die man sehen kann, wenn Licht von den Facetten eines Kristalls reflektiert wird. Strahlaufweiter werden in der Laserphysik und in fast einem Dutzend wissenschaftlichen Anwendungen verwendet, deren Ausgangsstrahlen für Messungen verwendet werden, beispielsweise für die Lasermikrobearbeitung, das Schneiden von Solarzellen, Fernerkundung und andere wissenschaftliche Experimente in verschiedenen Bereichen. Ihre Strahlvergrößerung ohne Beeinträchtigung der Chromatik und ohne gezielte Vermeidung der Fokussierung ermöglicht Anwendungen von den kleinsten wie in Mikroskopen bis zu den größten astronomischen Messungen. Entwickelt aus etablierten Teleskopoptiken, weisen sie eine hohe Transmission und geringe Verzerrung auf.
Die in den meisten Strahlaufweitern verfügbaren Funktionen gelten für Standard-Eintrittsöffnungen und können unabhängig von der Wellenlänge genaue Lichtsäulen bewahren. Die Expander können Licht aus dem ultravioletten Spektrum durch alle sichtbaren Bereiche und in Infrarotbereiche transportieren und die in einem Teleskop erforderliche Länge verringern. Sie sind sowohl für variable als auch für feste Ausgabekonfigurationen mit Steuerelementen zur Spaltenanpassung ausgelegt.
Für einen kleinen Hintergrund sind optische Teleskope entweder feuerfest oder reflektierend. Die brechenden Teleskope brechen das Licht mit Hilfe von Linsen, die das Licht biegen oder brechen, während die reflektierenden Teleskope große optische Spiegel verwenden, um das Licht zu reflektieren. Ein Strahlaufweiter ist im Wesentlichen ein Teleskop mit dem Prinzip, dass die Strahldivergenz und das Strahlaufweitungsverhältnis den gleichen Faktor haben. Die unteren Strahlaufweitungsmodule basieren auf dem Galileo-Teleskopdesign mit einem Satz von Linsen mit negativem Eingang und positivem Ausgang. Es sind jedoch Kepler-Teleskopkonstruktionen erhältlich, die eine Zwischen-, Loch-, Fokussierlinse und zwei Positivlinsen aufweisen, die sehr lange, teleskopartige Strahlaufweitungen sind.
Konstruktionen für Laserstrahlexpander erzeugen Platzierungen von Bildlinsen und Objektivlinsen, die der Platzierung innerhalb eines Kepler-Teleskops entgegengesetzt sind. Der eingespeiste Säulenstrahl wird auf einen Punkt zwischen den Linsen fokussiert, an dem sich Laserwärme ansammelt und die Luft erwärmt, was zu Wellenfrontverzerrungen führt. Daher wird das galileische Design häufig bevorzugt, um Verzerrungen zu vermeiden. Da ein Laserstrahlexpander den Lasereingang um eine festgelegte Expansionsleistung vergrößert, verringert er die Divergenz des Strahls bei der Ausgabe um dieselbe Leistung, und in großer Entfernung ist der säulenförmige Strahl kleiner.
Was in Strahlaufweitern als hybride optische Konstruktionen mit zusätzlicher Kavität bezeichnet wird, folgt dem Standardstrahlaufweiter mit einer konvexen Linse, die wie die Krümmung eines menschlichen Auges geformt ist und einen mehrfachen prismatischen Effekt erzeugt. Diese aufgeweiteten Strahlen können bis zu sehr großen Entfernungen ausgestrahlt werden und erscheinen aus einem Winkel betrachtet dennoch sehr dünn. Diese Linienbeleuchtungen werden in Interferometrieverfahren zur Durchführung von Messungen in der optischen und technischen Messtechnik sowie in der Kern-, Teilchen- und Plasmaphysik verwendet.