固體激光器參數(shù)介紹——發(fā)散角是什么?如何測量計算?
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,如光束半徑接近長傳輸距離的常數(shù),稱為準(zhǔn)直光束。
固體激光器由于波動性,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,國家標(biāo)準(zhǔn)GB13739-2011《激光束寬度、發(fā)散角測試方法及橫模鑒定方法》中明確說明了激光光速發(fā)散角的測試方法。
測試原理:激光束寬度或光束直徑通過聚焦元件的焦平面測試確定光束的發(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。
測試過程:通過激光束寬度測試方法,將激光束寬度和直徑數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無像差聚焦元件,以聚焦元件的后焦平面為測量面。
測試結(jié)果角按以下公式計算:
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)激光束寬度的測試方法:
陣列探測器采集圖像法(CCD)
采集圖像的掃描檢測方法
激光束寬度測量很難找到合適的陣列探測器。在功率探測器前放置一個針孔,形成采樣探針。光束的功率密度分布也可以通過探針對光束進(jìn)行二維掃描和采樣來獲得。
其他激光束寬度替代方法也有:可變孔徑試驗方法;移動刀口試驗方法;移動狹縫試驗方法。
以上固體激光器的發(fā)散角測試為理論基礎(chǔ),在實際操作中可能存在少量誤差;