Qu'est-ce qu'un extenseur de faisceau ?

1. Brève introduction de l'expanseur de faisceau

Un extenseur de faisceau lumineux ou laser est un instrument scientifique qui peut étendre le faisceau d'entrée de lumière parallèle ou laser en un faisceau de sortie plus large. En termes d'utilisation, l'instrument est similaire à un télescope et produit des rayons télescopiques linéaires ou des rayons de prisme, tels que des rayons qui peuvent être vus lorsque la lumière se reflète sur la face cristalline d'un cristal. Les extenseurs de faisceau laser sont utilisés dans près de dix applications scientifiques en physique des lasers et leurs rayons de sortie pour la mesure, tels que le micro-usinage laser, le découpage des cellules solaires, la télédétection et les expériences scientifiques dans de nombreux autres domaines. Sans affecter la chromaticité, leurs grossissements de faisceau évitent volontairement la focalisation, permettant des applications les plus petites (telles que les microscopes) aux plus grandes mesures astronomiques. Développés par des systèmes optiques de télescope matures, ils ont une transmission élevée et une faible distorsion.

La plupart des fonctions disponibles dans les extenseurs de faisceau laser conviennent aux ouvertures d'entrée standard et peuvent conserver des faisceaux précis quelle que soit la longueur d'onde. Les expanseurs de faisceau laser peuvent traiter la lumière du spectre ultraviolet, traverser toutes les régions visibles et entrer dans la région infrarouge, et peuvent réduire la longueur du télescope. Ils sont conçus pour des configurations de sortie variables et fixes avec des commandes de réglage de colonne.

Pour certains environnements, les télescopes optiques sont résistants au feu ou réfléchissants. Les télescopes réfracteurs réfractent la lumière à travers des lentilles qui courbent ou réfractent la lumière, tandis que les télescopes réfléchissants utilisent de grandes lentilles optiques pour réfléchir la lumière. L'extenseur de faisceau laser est essentiellement un télescope, et son principe est que la divergence du faisceau et le rapport d'expansion du faisceau ont le même facteur. L'expanseur de faisceau à faible puissance est basé sur la conception du télescope Galileo, avec des groupes de lentilles à entrée négative et à sortie positive. Cependant, il existe également des conceptions de télescopes Kepler, qui ont une lentille de focalisation à trou d'épingle au milieu et deux lentilles positives, qui sont très longues et évolutives.

L'endroit de la lentille d'image et de la lentille d'objectif produites par la conception des expanseurs de faisceau laser est opposée à celle du télescope Kepler. Le faisceau cylindrique d'entrée est focalisé sur un point entre les lentilles, où la chaleur du laser s'accumule et chauffe l'air, provoquant une distorsion du front d'onde. Par conséquent, la conception Galileo est généralement préférée pour éviter la distorsion. Étant donné que l'expanseur de faisceau laser amplifiera l'entrée laser avec la puissance d'expansion définie, il réduira la divergence du faisceau sur la sortie avec la même puissance, et à une plus grande distance, le faisceau cylindrique sera plus petit.

2. La conception de l'expanseur de faisceau

La conception optique dite hybride hors cavité de l'expanseur de faisceau utilise une lentille convexe après l'expanseur de faisceau standard. Sa forme est similaire à la courbure de l'œil humain, ce qui donne un effet de prisme multiple. Ces faisceaux élargis peuvent être émis sur une longue distance, mais lorsqu'ils sont vus sous un angle, ils apparaissent très fins. Ces éclairages linéaires sont utilisés dans les procédures interférométriques pour les mesures de métrologie optique et technique. Ils sont également utilisés en physique nucléaire, des particules et des plasmas.