Расширители луча - это оптические устройства, которые принимают коллимированный луч света и увеличивают его размер (или, наоборот, уменьшают его размер).
В лазерной физике они используются как внутрирезонаторные, так и внерезонаторные элементы. Они могут быть телескопическими или призматическими. Обычно призматические расширители луча используют несколько призм и известны как расширители луча с несколькими призмами.
К телескопическим расширителям луча относятся преломляющие и отражающие телескопы. Обычно используется рефракторный телескоп Галилеевский телескоп, который может работать как простой расширитель луча для коллимированного света. Основное преимущество конструкции Галилея состоит в том, что она никогда не фокусирует коллимированный пучок в точку, поэтому эффекты, связанные с высокой плотностью мощности, такие как пробой диэлектрика, более предотвратимы, чем при использовании фокусирующих конструкций, таких как Кеплерова. телескоп. При использовании в качестве расширителей внутрирезонаторного луча в лазерных резонаторах эти телескопы обеспечивают двумерное расширение луча в диапазоне 20–50.
В перестраиваемых лазерных резонаторах внутрирезонаторное расширение луча обычно освещает всю ширину дифракционной решетки . Таким образом, расширение луча уменьшает расходимость луча и обеспечивает излучение с очень узкой шириной линии, что является желательной особенностью для многих аналитических приложений, включая лазерную спектроскопию.
Обычно многопризменные расширители луча разверните от двух до пяти призм, чтобы получить большие одномерные коэффициенты расширения луча. В литературе описаны конструкции, применимые к перестраиваемым лазерам с коэффициентом расширения пучка до 200. Первоначально конфигурации решеток с несколькими призмами были введены в лазеры на жидких красителях с узкой шириной линии, но в конечном итоге также были приняты в конструкциях газовых, твердотельных и диодных лазеров. Обобщенное математическое описание расширителей пучка с несколькими призмами, представленное Дуарте, известно как теория дисперсии с несколькими призмами.
Расширители пучка с несколькими призмами и решетки также могут быть описаны с помощью матрицы переноса лучей. Теория дисперсии с несколькими призмами также доступна в матричной форме 4 X 4. Эти матричные уравнения применимы либо к призменным импульсным компрессорам, либо к многопризменным расширителям луча.
Гибридные преобразователи луча с дополнительными резонаторами: с использованием телескопической балки Расширитель, за которым следует выпуклая линза, за которым следует расширитель луча с несколькими призмами, лазерный луч (с круглым поперечным сечением) может быть преобразован в чрезвычайно удлиненный луч в плоскости распространения, в то время как чрезвычайно тонкий в ортогональной плоскости. Полученное плоское освещение с почти одномерным (или линейным) поперечным сечением устраняет необходимость в сканировании по точкам и стало важным для таких приложений, как N-щелевая интерферометрия, микроденситометрия и микроскопия. Этот тип освещения также может быть известен в литературе как освещение световым листом или селективное плоское освещение.