Expansor de haz - Beam expander
Los expansores de haz son dispositivos ópticos que toman un haz de luz colimado y expanden su tamaño (o, usado a la inversa, reducen su tamaño).
En la física del láser se utilizan como elementos intracavitarios o extracavitarios. Pueden ser de naturaleza telescópica o prismáticos. Generalmente, los expansores de haz prismático utilizan varios prismas y se conocen como expansores de haz de prismas múltiples.
Los expansores de haz telescópico incluyen telescopios refractores y reflectantes . Un telescopio refractor comúnmente utilizado es el telescopio galileano que puede funcionar como un simple expansor de haz para luz colimada . La principal ventaja del diseño de Galileo es que nunca enfoca un haz colimado a un punto, por lo que los efectos asociados con una alta densidad de potencia, como la ruptura dieléctrica, son más evitables que con diseños de enfoque como el telescopio Kepleriano . Cuando se utilizan como expansores de haz intracavitario, en resonadores láser, estos telescopios proporcionan una expansión de haz bidimensional en el rango de 20–50.
En resonadores láser sintonizables, la expansión del haz intracavitario generalmente ilumina todo el ancho de una rejilla de difracción . Por tanto, la expansión del haz reduce la divergencia del haz y permite la emisión de anchos de línea muy estrechos, que es una característica deseada para muchas aplicaciones analíticas, incluida la espectroscopia láser.
Expansores de haz de prismas múltiples
Los expansores de haz de múltiples prismas generalmente despliegan de dos a cinco prismas para producir grandes factores de expansión de haz unidimensionales. En la literatura se han descrito diseños aplicables a láseres sintonizables con factores de expansión del haz de hasta 200. Inicialmente, se introdujeron configuraciones de rejilla de múltiples prismas en láseres de colorante líquido de ancho de línea estrecho, pero finalmente también se adoptaron en diseños de láser de diodo, de estado sólido y de gas. La descripción matemática generalizada de los expansores de haz de prismas múltiples, introducida por Duarte , se conoce como la teoría de la dispersión de prismas múltiples .
Las matrices y expansores de haz de múltiples prismas también se pueden describir utilizando matrices de transferencia de rayos . La teoría de la dispersión de prismas múltiples también está disponible en forma de matriz 4 × 4. Estas ecuaciones matriciales son aplicables a compresores de pulsos de prisma o expansores de haz de prismas múltiples.
Modelado de vigas de cavidad extra
Transformadores de haz híbrido de cavidad extra: utilizando un expansor de haz telescópico, seguido de una lente convexa, seguido de un expansor de haz de prismas múltiples, un haz láser (con una sección transversal circular) se puede transformar en un haz extremadamente alargado, en el plano de propagación, aunque extremadamente delgada en el plano ortogonal. La iluminación plana resultante, con una sección transversal casi unidimensional (o lineal), elimina la necesidad de escaneo punto por punto y se ha vuelto importante para aplicaciones como interferometría de rendija N , microdensitometría y microscopía . Este tipo de iluminación también se puede conocer en la literatura como iluminación de lámina de luz o iluminación de plano selectivo.
Ver también
- Comunicación láser en el espacio
- Microdensitómetro
- Teoría de la dispersión de prismas múltiples
- Osciladores láser de rejilla de prismas múltiples
- Interferómetro N-Slit
- Análisis de matriz de transferencia de rayos