固體激光器參數(shù)介紹——發(fā)散角是什么?如何測(cè)量計(jì)算?
固體激光器中光束發(fā)散角用于衡量光束從腰部向外發(fā)散的速度。在自由空間光通信的應(yīng)用中,需要非常低的光束發(fā)散角。發(fā)散角很小的光束,如光束半徑接近長(zhǎng)傳輸距離的常數(shù),稱為準(zhǔn)直光束。
固體激光器由于波動(dòng)性,光束中的一些發(fā)散是不可避免的(假設(shè)光在各向同性介質(zhì)中傳輸)。聚焦光束的發(fā)散角更大。如果光束的發(fā)散角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物理決定的發(fā)散角,那么光束的質(zhì)量就很差。
目前,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13739-2011《激光束寬度、發(fā)散角測(cè)試方法及橫模鑒定方法》中明確說(shuō)明了激光光速發(fā)散角的測(cè)試方法。
測(cè)試原理:激光束寬度或光束直徑通過(guò)聚焦元件的焦平面測(cè)試確定光束的發(fā)散角。但聚焦鏡頭后的腰部不在聚焦投機(jī)的后焦表面,應(yīng)標(biāo)記聚焦鏡頭和焦距和平面位置。
測(cè)試過(guò)程:通過(guò)激光束寬度測(cè)試方法,將激光束寬度和直徑數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)像差聚焦元件,以聚焦元件的后焦平面為測(cè)量面。
測(cè)試結(jié)果角按以下公式計(jì)算:
發(fā)散角=焦平面上的光束寬度/聚焦透鏡的焦距;
發(fā)散角=焦平面的光束直徑/聚焦透鏡的焦距;
以下是常規(guī)激光束寬度的測(cè)試方法:
陣列探測(cè)器采集圖像法(CCD)
采集圖像的掃描檢測(cè)方法
激光束寬度測(cè)量很難找到合適的陣列探測(cè)器。在功率探測(cè)器前放置一個(gè)針孔,形成采樣探針。光束的功率密度分布也可以通過(guò)探針對(duì)光束進(jìn)行二維掃描和采樣來(lái)獲得。
其他激光束寬度替代方法也有:可變孔徑試驗(yàn)方法;移動(dòng)刀口試驗(yàn)方法;移動(dòng)狹縫試驗(yàn)方法。
以上固體激光器的發(fā)散角測(cè)試為理論基礎(chǔ),在實(shí)際操作中可能存在少量誤差;