Коллиматор с переменным увеличением

Нужно создать расширитель лазерного луча, после прохождения которого луч будет увеличен в 4-8 раз и коллимирован. Можно создать как плавный так и ступенчатый.
Где посоветуете взять расчёты???

 

Можно призмами расширить. Anamorphic Prism.

 

можно телескопическими линзами

 

Расширитель луча расположенный после лазерного излучателя предназначен для расширения диаметра поперечного сечения луча в 6..8 крат и представляет собой телескоп, просветленный на длину волны 1.064мкм с целью уменьшения потерь. Телескоп 8-кратный ВЕ8-23, 5/1

У нас активный элемент Nd:Yag длина 10 см, диаметр 5 мм - мощность 60 Вт, в резонатор введены диафрагмы, которые уменьшают выходную мощность до 16 Вт, так что предполагаем что на расширитель луча падает пучок диаметром 5 мм выходит диаметром 625 мк. Затем попадает на систему отклоняющих зеркал (сканатор на гальванометрическом подвесе) и затем на фокусирующую систему.

Фокусирующая система установки представляет собой объектив (рис.), просветленный на длину волны основного лазерного излучения 1.064 мкм. Фокусное расстояние его составляет 210 мм. При входной апертуре излучения 12 - 15мм объектив позволяет получить в фокальной плоскости пятно диаметром около 100 мкм, что при импульсной мощности порядка нескольких сотен Ватт, дает плотность мощности в зоне обработки 10 в 6..10 в 7 Вт/см2.

Какие есть предложения для уменьшения диаметра пятна в фокальной плоскости до 20 можно до 25 мкм?

 

Считаем: дифракционный предел (lambda*F)/D=1мкм*210/12=17.5мкм
Таким образом дифракционный предел 17.5 микрона, для излучений моды TEM00, а у вас наверняка многомодовое, юстировки далеки от идеальных, (гравер?) так что 20-25 микрон не получить, предположу можно побороться за 50 мкм, если диафрагмами в улучшить модовый состав , немного расширить падающий на объкетив пучок, хорошенько отюстировать телескоп.

 

Сам ещё не мерил диаметр луча на выходе - данные взял из методички ИТМО - видать у них там проблемы так как при настройке на заводе главный инженер сказал что диаметр пятна в точке фокусировки 50 мкм, он предложил поставить диафрагму с более узким отверстием - тем самым потеряем в энергии - станет 10 Вт, но для прошивки стали толщиной 0,1 мм должно хватить?

А насчёт сведения в 20-25 мкм в (lambda*F)/D=1мкм*210/(V(t)*12)=17.5мкм
V(t) - кратность телескопа у нас 8.