¿Es el enmascaramiento circular de un rayo láser una forma aceptable de obtener el diámetro del rayo que necesita?

Me pregunto cuáles son las desventajas de simplemente enmascarar un láser para obtener el diámetro del haz que necesita. Por ejemplo, si tiene un haz elíptico colimado de, digamos, 2 mm de ancho y 4 mm de alto, pero necesita un haz circular de 1,5 mm, ¿es aceptable colocar solo una apertura de 1,5 mm? Estoy pensando que no es un uso eficiente del láser (ya que gran parte de la potencia del láser se perdería en la apertura), posible difracción en la apertura y pérdida del "perfil gaussiano" del láser. ¿Hay alguno que me falte, que deba tenerse en cuenta en los sistemas láser prácticos?

Respuestas (2)

Dependiendo de la longitud de onda, solo con una apertura, la difracción se activará unos pocos centímetros después de la apertura, y obtendrá anillos que se abren con una mayor propagación. Para algunas aplicaciones, eso podría estar bien, especialmente si usa el haz justo después de la apertura.

En la práctica, la forma en que cambiaría la forma del haz de 2x4 mm elíptico a 1,5 mm circular es colocando un filtro espacial : un telescopio de 2/1,5 con un agujero de alfiler en el interior. Básicamente necesitas dos lentes (focal positiva f1 y f2) colocadas a una distancia f1+f2. El haz entra y sale colimado. Elija f1 y f2 para disminuir los 2 mm de la elipse a 1,5 mm. De lo contrario, simplemente use f1=f2, puede estar bien. Entre ellos, en f1 de la primera lente y f2 de la segunda, coloca el agujero de alfiler (no trivial para alinear). Verifique la teoría, pero pruebe algunos diámetros de orificios (probablemente alrededor de 100 micras). Además de la forma circular correcta, obtiene un perfil transversal más limpio (menos ruido espacial de alta frecuencia).

Otra forma podría ser hacer de nuevo un telescopio (sin agujero de alfiler) pero con dos lentes cilíndricas, para enfocar solo la dirección donde la elipse es de 4 mm a 2 mm, para obtener un diámetro circular de 2 mm (si eso es lo suficientemente cerca de los 1,5 mm). mm requerido).

No soy un tipo de óptica, pero puedo pensar en algunos problemas en los que te gustaría pensar hasta que un profesional venga y nos lo explique todo:

  1. El haz se difractará desde la nueva apertura afectando tanto la colimación como la longitud de coherencia. Solo una preocupación por diámetros de haz muy pequeños o caminos ópticos largos; y algo con lo que también tendrá que lidiar cualquier otro método para reducir el diámetro del haz en más de un punto.

  2. Querrás controlar cualquier reflejo del colimador.

  3. Debe realizar un cálculo al dorso del sobre (o al menos al dorso de los párpados) de cuánta energía se absorberá en su colimador. ¿Es eso un problema? ¿Necesita enfriar el colimador? Esto puede implicar una compensación con el tema de la reflexión.