Co to jest ekspander wiązek?
Ekspander promienia świetlnego lub laserowego jest instrumentem naukowym, który pozwala, aby równoległe światło lub promienie laserowe rozszerzyły wiązkę wejściową i stały się większą wiązką wyjściową. Instrument jest używany w sposób podobny do korzystania z teleskopu i wytwarza proste linie teleskopowe lub pryzmatyczne, takie jak promienie, które można zobaczyć, gdy światło odbija się od ścian kryształu. Ekspandery wiązek są wykorzystywane w fizyce laserowej i prawie kilkunastu zastosowaniach naukowych, które wykorzystują swoje promienie wyjściowe do pomiarów, takich jak mikromaszyna laserowa, krojenie ogniw słonecznych, teledetekcja i inne eksperymenty naukowe w kilku dziedzinach. Ich powiększenie wiązki, bez wpływu na chromatyczność i celowe unikanie ogniskowania, umożliwia zastosowania od najmniejszych, jak w mikroskopach, do największych pomiarów astronomicznych. Opracowane na podstawie sprawdzonej optyki teleskopowej, mają wysoką transmisję i niskie zniekształcenia.
Funkcje dostępne w większości ekspanderów wiązki służą do standardowych otworów wejściowych i mogą zachować dokładne kolumny światła niezależnie od długości fali. Ekspandery mogą obsługiwać światło ze spektrum ultrafioletowego przez wszystkie obszary widzialne i do obszarów podczerwieni, a także mogą zmniejszyć niezbędną długość w teleskopie. Są one przeznaczone zarówno do zmiennych, jak i stałych konfiguracji wyjściowych z elementami sterującymi regulacji kolumny.
Na niewielkim tle teleskopy optyczne są albo ogniotrwałe, albo odbijające. Teleskopy załamujące załamują światło za pomocą soczewek, które wyginają lub załamują światło, natomiast teleskopy odbijające wykorzystują duże lustra optyczne do odbijania światła. Ekspander wiązki jest zasadniczo teleskopem z zasadą, że współczynniki rozbieżności i rozszerzalności wiązki mają ten sam współczynnik. Ekspandery dolnej wiązki mocy są zbudowane na teleskopie Galileo z ujemnym wejściem i dodatnim wyjściem zestawu soczewek. Dostępne są jednak konstrukcje teleskopów Keplera, które mają soczewkę pośrednią, otworkową, ogniskującą i dwie soczewki dodatnie, które są bardzo długie, teleskopowe i rozszerzające wiązkę.
Projekty ekspanderów wiązki laserowej umożliwiają umieszczenie soczewek obrazowych i soczewek obiektywnych, które są przeciwieństwem ich umieszczenia w teleskopie Keplera. Wchodząca wiązka kolumnowa skupia się na miejscu między soczewkami, w którym ciepło lasera gromadzi się i ogrzewa powietrze, co prowadzi do zniekształceń czoła fali, dlatego też konstrukcja Galileusza jest często preferowana, aby zapobiec zniekształceniom. Ponieważ ekspander wiązki laserowej zwiększy moc lasera o ustaloną moc rozszerzania, zmniejszy rozbieżność wiązki na wyjściu o tę samą moc, a przy dużej odległości wiązka kolumnowa będzie mniejsza.
To, co nazywa się hybrydowymi konstrukcjami optycznymi pozakomórkowymi w ekspanderach wiązki, podąża za standardowym ekspanderem wiązki za pomocą wypukłej soczewki o kształcie przypominającym krzywiznę ludzkiego oka, która wytwarza wielokrotny efekt pryzmatyczny. Te rozszerzone wiązki można wysyłać na bardzo duże odległości, a mimo to wydają się bardzo cienkie, gdy patrzy się pod kątem. Te iluminacje liniowe są wykorzystywane w procedurach interferometrycznych do wykonywania pomiarów w metrologii optycznej i inżynierskiej, a także w fizyce jądrowej, cząstek i plazmy.