2X（多倍）扩束镜设计到制作分享

Loy

在激光加工过程中对于激光器而言有时需要将激光发射光斑进行扩束，此时就需要扩束镜来进行扩束；
在此分享自己仿真并落地扩束镜的过程，望各位大佬参考指导；
-Step1：首先：需要确定自己的设计指标，扩束2X，波长选择三波段405+515+1030，总长不大于80，并且已知激光器出射光斑2.5mm；
-Step2：原理：扩束镜的原理与望远镜一样，属于无焦系统，并且有开普勒式和伽利略式两种（几乎所有介绍望远镜的都会讲），对于我们本次设计而言选择伽利略式（刚刚接触的可以想一想原因），平凹+平凸形式；

-Step3：设计计算：已知以上条件，如何进行设计呢？这里可以根据公式：f1+f2=系统总长和M=f1/f2来联立求解，可得出f1=160，f2=-80，出于节省成本的考虑我更多的倾向于寻找现有的透镜进行仿真，通过距离控制结果（这样做成本小，但可优化的部分太少，根据需求进行选择），最终我选择thorlabs以下两透镜：LC4413和LA5012（不考虑透过率的话不用太考虑镀膜）
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当然这里如果不想进行计算，可以先在软件里进行理想系统仿真，最终只为了确定两透镜焦距（如果考虑其他像差消除，则对应系统进行变化调整）好进行现有商家产品选择；

-Step4：将下载好的文件导入zemax，注意选择无焦像空间；
然后设置操作数，控制倍率，准直度等，因是扩束系统，对像质要求较低，主要是放大倍数，均匀性和各波长漂移；（注意因为选择的是可以购买的透镜，所以变量只能设置为距离等我们实际可以调节的）；
最终结果如下：

如果要跑公差也可以跑一下，这里使用条件不高，所以没跑；

baojianing

您好，我想问问，我设计2.5倍扩束准直（伽利略型），点列图是这样的，质量可以吗
我觉得三个波长光斑有交集，心里没底

Loy

baojianing 发表于 2023-10-17 13:57
您好，我想问问，我设计2.5倍扩束准直（伽利略型），点列图是这样的，质量可以吗
我觉得三个波长光斑有交 ...

质量可不可以要看你具体的使用和要求指标
只看你点图上的信息的话应该也差不多了，三个波长光斑有交集是啥意思？扩束准直镜片少，不同波长肯定有点色差，会有焦点漂移的情况，你看看你的差的多不多。。。