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旋转与滑动扩束镜对焦机制

旋转与滑动扩束镜对焦机制

激光扩束镜可扩大准直输入光束的直径,使其成为更大的准直输出光束,它是许多激光系统的关键组件。扩束镜通常采用机械式对焦机制,以便针对不同的输入发散性或波长进行调整。使用可变扩束镜可进行充分的机械调整,以更改其幅度或扩束功率。扩束镜对焦机制有两种主要类型:旋转和滑动。

顾名思义,旋转对焦机制(例如螺纹对焦管)会在平移时旋转扩束镜的光学元件。虽然它们凭借简单的结构而导致成本通常较滑动对焦机制更低,但是会出现光束漂移,也称为指向误差(图 1).

Figure 1: An exaggerated depiction of beam wander that may occur due to a rotating focusing mechanism
图 1:因旋转对焦机制而可能出现的光束漂移的放大图

滑动对焦机制(例如螺旋筒)会在不旋转的情况下平移内部光学元件,这会最大限度减少光束漂移。但是,滑动对焦机制所需的结构较旋转对焦机制的结构更为复杂,这通常会提高系统成本。因此,滑动对焦机制在成本方面通常高于旋转对焦机制。

设计不佳的滑动扩束镜对焦机制可能具有过多的运动自由度,从而在调整过程中引入旋转对焦没有的指向误差。该指向误差甚至会大于旋转对焦机制的指向误差。此外,与采用旋转对焦机制相比,采用滑动对焦机制的激光扩束镜往往会更重,而且因结构更复杂而具有更大的外径,因此旋转对焦机制适用于对尺寸和重量敏感的系统。

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