Главная > Разное > Теория оптических систем
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

105. Оптические системы для концентрации излучения лазера

Для получения больших значений энергетической освещенности, создаваемой лазером, поток его излучения необходимо сконцентрировать в пятно минимальных размеров. Таким пятном, очевидно, может быть перетяжка лазерного пучка, преобразованного оптической системой.

Из формулы (462) следует, что для получения минимальных размеров перетяжки преобразованного пучка необходимо стремиться к уменьшению конфокального параметра лазерного пучка, трансформированного оптической системой. Согласно формуле (468) для данного лазера параметр будет тем меньше, чем меньше фокусное расстояние оптической системы и чем больше расстояние между лазером и передним фокусом оптической системы. Положение перетяжки преобразованного пучка определяют по формуле (466) или (467). При этом следует иметь в виду, что при использовании короткофокусных систем поэтому согласно , т. е. перетяжка преобразованного лазерного пучка получается вблизи задней фокальной плоскости.

Для полного использования потока излучения, создаваемого лазером, диаметр входного зрачка оптической системы должен быть не меньше диаметра сечения лазерного пучка в плоскости входного зрачка. Если в качестве оптической системы используется тонкая линза (см. рис. 248, а), то ее диаметр определяется из условия

Рис. 249. Двухкомнонентная система

где находят по формуле (463), в которой величина принимается равной расстоянию от перетяжки до главной плоскости линзы.

Из формул (463) и (469) следует, что лазер желательно располагать как можно ближе к оптической системе, чтобы получить минимальный диаметр входного зрачка. В этом случае даже при использовании короткофокусной системы получается минимально возможное относительное отверстие что создает более благоприятные условия аберрационной коррекции оптической системы.

Таким образом, если задан диаметр пятна на котором должно быть сконцентрировано излучение лазера, то согласно формуле (462) необходимое значение конфокального параметра преобразованного пучка равно:

Выбрав тип лазера и определив для него конфокальный параметр из конструктивных соображений задаемся величиной определяющей положение перетяжки относительно передней фокальной плоскости оптической системы. Тогда согласно формуле (468) необходимое значение фокусного расстояния оптической системы будет равно:

Диаметр оптической системы вычисляют по формуле (463) согласно условию (469).

При использовании короткофокусных систем плоскость, где концентрируется излучение лазера, получается на незначительном расстоянии от последней поверхности оптической системы, что может оказаться неудобным в эксплуатации. В этом случае целесообразно использовать двухкомпонентную систему, построенную по схеме реверсивного телеобъектива (рис. 249), у которой

Применение двухкомпонентной системы является обязательным, если излучение лазера необходимо сконцентрировать в пятно малых размеров на значительном расстоянии [13]. Расчет двухкомпонентной системы можно выполнить по указанной выше методике путем последовательного использования формул (467), (468), (470) для каждого компонента.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление