Wat is een Beam Expander?

Een licht- of laserstraalexpander is een wetenschappelijk instrument waarmee parallelle licht- of laserstralen een ingangsbundel kunnen uitbreiden om een ​​grotere uitgangsbundel te worden. Het instrument wordt op dezelfde manier gebruikt als bij het gebruik van een telescoop en produceert rechte lijn telescopische stralen of prismatische stralen, zoals de stralen die men kan zien als licht wordt gereflecteerd door de facetten van een kristal. Straalvergroters worden gebruikt in laserfysica en bijna een dozijn wetenschappelijke toepassingen die hun outputstralen gebruiken voor metingen, zoals lasermicro-machining, het snijden van zonnecellen, teledetectie en andere wetenschappelijke experimenten op verschillende gebieden. Hun bundelvergroting, zonder de chromatica te beïnvloeden en opzettelijk focus te vermijden, maakt toepassingen mogelijk van de kleinste, zoals in microscopen, tot de grootste van de astronomische metingen. Ze zijn ontwikkeld op basis van gevestigde telescoopoptiek en hebben een hoge transmissie en weinig vervorming.

De functies die beschikbaar zijn in de meeste straaluitbreidingen zijn voor standaard ingangsopeningen en kunnen nauwkeurige lichtkolommen behouden, ongeacht de golflengte. De expanders kunnen licht van het ultraviolette spectrum door alle zichtbare gebieden en in infraroodgebieden verwerken en kunnen de benodigde lengte in een telescoop verminderen. Ze zijn ontworpen voor zowel variabele als vaste uitvoerconfiguraties met bedieningselementen voor kolomaanpassing.

Voor een beetje achtergrond zijn optische telescopen vuurvast of reflecterend. De brekende telescopen breken licht door middel van lenzen die licht buigen of breken, terwijl de reflecterende telescopen grote optische spiegels gebruiken om licht te reflecteren. Een bundelexpander is in wezen een telescoop met het principe dat de bundeldivergentie en bundelexpansieverhoudingen van dezelfde factor zijn. De straaluitbreiders met lager vermogen zijn gebaseerd op het Galileo-telescoopontwerp met een set negatieve lenzen en positieve lenzen. Er zijn echter Kepler-telescoopontwerpen beschikbaar, die een tussenliggende, pinhole, focusseerlens en twee positieve lenzen hebben die zeer lange, telescopische, straaluitbreiders zijn.

Ontwerpen voor laserstraalvergroters produceren plaatsingen van beeldlenzen en objectieflenzen die het tegenovergestelde zijn van hun plaatsing in een Kepler-telescoop. De ingevoerde kolombundel is gefocust op een plek tussen de lenzen waar laserwarmte zich ophoopt en de lucht verwarmt die tot golffrontvervormingen leidt, daarom heeft het Galileïsche ontwerp vaak de voorkeur om vervorming te voorkomen. Aangezien een laserstraalexpander de laserinvoer vergroot met een ingesteld expansievermogen, zal het de divergentie van de straal bij uitvoer met hetzelfde vermogen verminderen, en op grote afstand zal de kolomvormige straal kleiner zijn.

De zogenaamde hybride extra-holte optische ontwerpen in straaluitbreidingen volgen de standaardstraaluitbreider op met een bolle lens, in de vorm van de kromming van een menselijk oog, die een meervoudig prismatisch effect produceert. Deze geëxpandeerde stralen kunnen over zeer lange afstanden worden gebundeld en toch vanuit een hoek zeer dun lijken. Deze lijnverlichting wordt gebruikt in interferometrieprocedures om metingen te verrichten in optische en technische metrologie, en wordt ook gebruikt in nucleaire, deeltjes- en plasmafysica.