Cos'è un Beam Expander?

Un espansore di luce o raggio laser è uno strumento scientifico che consente ai raggi di luce parallela o laser di espandere un raggio di ingresso per diventare un raggio di uscita più grande. Lo strumento viene utilizzato in modo simile all'utilizzo di un telescopio e produce raggi telescopici o raggi prismatici in linea retta, come i raggi che si possono vedere mentre la luce viene riflessa dalle sfaccettature di un cristallo. Gli espansori a raggio sono utilizzati nella fisica del laser e in quasi una dozzina di applicazioni scientifiche che utilizzano i loro raggi di uscita per misurazioni, come la microlavorazione laser, il taglio di celle solari, il telerilevamento e altre sperimentazioni scientifiche in diversi campi. Il loro ingrandimento del raggio, senza influire sulla cromatica e evitando deliberatamente la messa a fuoco, consente applicazioni dalle più piccole, come nei microscopi, alle più grandi misurazioni di astronomia. Sviluppati da ottiche telescopiche affermate, hanno un'alta trasmissione e una bassa distorsione.

Le funzioni disponibili nella maggior parte degli espansori di fasci sono per aperture di ingresso standard e possono preservare colonne di luce accurate indipendentemente dalla lunghezza d'onda. Gli espansori possono gestire la luce dallo spettro ultravioletto attraverso tutte le regioni visibili e nelle regioni a infrarossi e possono ridurre la lunghezza necessaria in un telescopio. Sono progettati per configurazioni di uscita sia variabili che fisse con controlli di regolazione delle colonne.

Per un piccolo sfondo, i telescopi ottici sono refrattari o riflettenti. I telescopi rifrattori rifrangono la luce per mezzo di lenti che piegano o rifrangono la luce, mentre i telescopi riflettenti usano grandi specchi ottici per riflettere la luce. Un espansore del raggio è essenzialmente un telescopio con il principio che la divergenza del raggio e i rapporti di espansione del fascio sono dello stesso fattore. Gli espansori del fascio di potenza inferiore sono costruiti sul design del telescopio Galileo con un input negativo e un set di obiettivi con uscita positiva. Sono disponibili modelli di telescopi Kepler, tuttavia, con obiettivo intermedio, foro stenopeico, messa a fuoco e due obiettivi positivi che sono molto lunghi, telescopici, espansori del raggio.

I progetti per gli espansori di raggi laser producono posizionamenti di obiettivi di immagine e obiettivi che sono l'opposto del loro posizionamento all'interno di un telescopio Kepler. Il fascio colonnato di ingresso è focalizzato su un punto tra le lenti in cui il calore del laser si accumula e riscalda l'aria portando a distorsioni del fronte d'onda, pertanto, il design galileo è spesso preferito per prevenire la distorsione. Poiché un espansore del raggio laser ingrandirà l'ingresso laser di una potenza di espansione impostata, diminuirà la divergenza del raggio in uscita della stessa potenza e, a grande distanza, il raggio colonnato sarà più piccolo.

I cosiddetti design ottici a cavità extra ibrida negli espansori di raggi seguono l'espansore di fascio standard con una lente convessa, a forma di curvatura di un occhio umano, che produce un effetto prismatico multiplo. Questi raggi espansi possono essere irradiati a distanze molto lunghe e tuttavia apparire molto sottili se visti da un angolo. Queste illuminazioni di linea sono utilizzate nelle procedure di interferometria per effettuare misurazioni in metrologia ottica e ingegneristica e sono utilizzate anche nella fisica nucleare, delle particelle e del plasma.