Прикладная лазерная оптика - Климков Ю.М.
Скачать (прямая ссылка):
, (/1 " г d-i) JX.
у = WqIWq вых» |~г
при изменении значения Д расходимость будет увеличиваться.
„„,мрп пучка в плоскости выходного компонента, ,„”чем Целесообразно иметь положительное значение Д, т. е. уве-
где wовых т размер пучка в плоскости выл д личивать расходимость за счет сближения компонентов так как в
°пред“®“"“иическойТсистемы. Как было показано выше, для ^мпонекгом п'^ отс>'тствовать виньетирование пучка вторым mДи^ния оазмера лазерного пучка (уменьшения расходимости) 0 тентом. Величину расходимости при заданном Д можно пай-
Определить расходимость выходного пучка можно из других
3 ИЗМЕНЕНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ °чевИДН0' чт0 ПРИ сближении компонентов будет
.. меняться размер пучка в пепелней
1НОСТИ „товдии, чти при солижеиии компонентов будет
. „а еняты:я размер пучка в передней фокальной плоскости втопого Задача расчета оптических систем с изменяющейся диаграммой компонента. Поэтому искомая расходимость будет меняться в со-направленности встречается при проектировании систем передачи ответствии с зависимостью УД Я В С0
информации и локации, когда предварительный поиск объекта ве- 0' = ш, //'
дется при широкой диаграмме направленности, чтобы сократить 2 f Jh-
время поиска или обойтись без сканирования узким полем, а после- с помощью двухкомпонентной оптической системы при измене-обнаружения объекта диаграмма сужается до значения, обуслов ши расстояния^ между компонентами можно менять расходимость ленного дифракционной расходимостью пучка, точностью "абили ¦„ минималыюи (дифракционной) величины до значения большего зации оси диаграммы- в пространстве или точностью слежени ем расходимость иа выходе лазера. Изменение расстояния между объектом. г ®мпоиентам» можно осуществить за счет движения как первого'
Наиболее подходящим средством для решения этой задачи ак и второго компонента. При движении второго компонента из ляется двухкомпонентная оптическая система. Как былоi показг^сложения, когда перетяжка преобразованного первым компонен-п п. 2 гл. 6, с помощью двухкомпонеитиои оптической систе;мы *>мпучка располагалась в фокальной плоскости второго компо-
лимирующего типа расходимость исходного пучка лазера м унта, расходимость выходного пучка будет изменяться по закону
уменьшить до минимально возможного зна^ния^, определяемого дй. ^ ------------------ к ну
фракцией на выходном компоненте. Естественно, что изме J I/ j . j/d' \2
расстояния между компонентами должно приводить , к у»^ичеиш| 0. = ^
расходимости выходного пучка. В работе [18] выведена Ф« У j ,¦ ( )
тля эквивалентного конфокального параметра выходного пучкаН| ^ /2
двухкомпонентной оптическои системе, со^°”“си Т0Р (®bife Ш01 - Размер перетяжки за первым компонентом; R' -
роткофокусного (°бР^^™™м о^н-гаРУ) К0МП°ИеНТа ВТ Р 1 йответствующий этой перетяжке конфокальный парам тр г -
ходного) длиннофокусного компонент . Зиещение второго компонента. ’
102 103
\
Если для изменения расходимости двигается первый компонент, то зависимость (79) будет иметь приближенный характер. Для' точного расчета следует использовать формулу для Ra2 , при этом надо иметь в виду, что одновременно с изменением Д меняются X и размер пятна на первом компоненте. Технически проше осуществить подвижку первого компонента, так как второй компонент имеет значительно большие габариты и массу, чем первый. Однако при этом необходим более высокий контроль смещения компонента в направлении, перпендикулярном направлению движения.
При работе с мощными лазерами необходимо следить за тем, чтобы в процессе изменения расходимости концентрация энергии на выходном компоненте не превысила допустимого значения (см. табл. 5П). Если с помощью двухкомпонентной системы это условие не обеспечивается, то можно использовать более сложную оптическую систему. Одна из таких систем, состоящая из двух отрицательных н одной положительной линзы с одинаковыми по абсолютной величине фокусными расстояниями, описана в работе [18].
4. СОГЛАСОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА
Иногда для осуществления модуляции, селекции типов колебаний (мод) и исследования частотных характеристик лазерного излучения пучок пропускают через кристаллический или жидкостной модулятор или пассивный резонатор. В последнем случае правильная работа возможна лишь при совпадении параметров лазерного пучка с параметрами пассивного резонатора. Должны совпадать оси, конфокальные параметры, сечения перетяжек, волновые фронты и размеры пятен.
Согласование лучка лазера с пассивным резонатором обычно осуществляется с помощью линзы. Как правило, известны положение перетяжки лазерного пучка и значение его конфокального параметра и аналогичные параметры пассивного резонатора. Необходимо выбрать фокусное расстояние и положение лннзы. Задача согласования решается с помощью формул (30) и (31). Если габариты установки не ограничиваются, то согласование может быть достигнуто любой линзой, фокусное расстояние которой превышает
f'min = W0W0 = °>5 УR*R3 ’
где параметры без штрихов относятся к исходному пучку, а со штрихами — к преобразованному.
