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Asphericon准直匀化器调试中的相关问题

作者: 时间:2024-02-06

我们整理了一些在Asphericon准直平顶光束整形器调试中常遇到的问题和解决的方案,以供客户参考和借鉴。


Asphericon准直平顶光束整形器聚焦光斑是衍射极限光斑的多少倍?

根据工程师的模拟与计算,我们认为客户在尝试从TopShape上聚焦TopHat光束,这是不可能成功的。如下是一些尝试聚焦TopHat的图片,可以观察到许多同心环结构,导致TopHat光斑不均匀。

聚焦透镜安装在镜架上,并固定在TopShape后方约50毫米处的光学导轨上。对镜片进行对准以后,使用带有显微镜物镜的光束轮廓分析仪测量焦点的强度分布(见图1)。分析仪可以沿光轴移动,这样就可以在多个位置测量光强分布,从而将距离精确到±10um。在光束路径中有TopShape(左图)和没有TopShape(右图)的情况下都对焦点进行了测量,结果如图所示。


1用于测量焦点的系统布局

Asphericon准直平顶光束整形器在焦平面,负离焦500微米和正离焦100200微米都得不到平顶光,Asphericon准直匀化转换器不能带聚集镜使用。

为什么平顶光中间有一个很强的圆环解决不掉?

这是CNC车削加工的一个特点,加工到最后非球面的顶点不会去做特别多的流程,可能和其他部位的表面的车削工艺有点不一样,所以就会出现这样一个圆环,也就是类似于凹槽。总的来说就是镜片加工工艺的过程决定会有一个凹槽,我们通常是评估整体的均匀度。

为什么均匀性没有达到手册中所说的90%

出厂时会对每个产品进行检测,一般都是用1064nm激光去测,得到>90%的均匀性。而均匀性和测试的波长,入射光准直度,入射光的直径以及光路对准有关。如下图入射光直径未达到较好的对准,有点倾斜,还是可以把入射光直径再吃对准一下,下图是TSM25-10-LD-C-1064准直匀化器的测试效果图,测试的波长是1550nm

为什么入射光直径10mm时得不到最好的平顶光效果?

虽然Asphericon准直平顶光束整形器要求入射光直径是10mm,但是可允许输入光斑直径误差为± 10%,也就是说客户需要在入射光直径9-11mm之间进行微调,从而达到最好的平顶光效果。因为平顶效果受整个光路影响,必要时需要对入射光直径做微调以补偿其他的误差。


Asphericon准直平顶光束整形器LD理论上能否覆盖1550nm

官网上波长的结果是拿Zemax模拟出来的,网站上波长的限制作了一些保守。实际上准直匀化转换器LD能达到波长能达到更长,有可能到2000nm


光路中其他的元件的是否会对平顶光的效果产生影响?

比如后面经过一些棱镜,透镜等等是否会对非球面的平顶光效果产生影响吗?理论上不会影响上平顶光效果,如果后面的镜片的质量很好。此外平顶光的效果也和非球面的距离和镜片的质量有关。


Asphericon准直光束整形器维持平顶的距离可以比规格书上的距离长吗?

Asphericon准直平顶光束整形器维持平顶光的距离可达3米,一般来说在一定范围内的工作距离都能保持稳定的平顶光。如果工作距离超出一定的范围的,均匀性会变差一些。

还有一个特别值得客户注意的事,如果在平顶光束整形器后面用缩束器,维持平顶光的工作距离也会随之缩短。比如用一个平顶光1.5米工作距离的型号,在准直光束整形器后面用了3倍的缩束器,把平顶光的光斑大小缩小3倍,没有缩束之前在1.5米的工作距离都能维持平顶光,用了缩束后工作距离超过500mm均匀性变差,是因为缩束后工作距离也随之缩短。

注意点

1. Asphericon准直光束整形器入射光要保持准直,入射光直径10mm,允许在±10%内微调。

2.如果在准直匀化器后面用缩束器,维持平顶光的距离也会随之缩短。

3. Asphericon准直光束整形器不能在后面使用聚集镜,得不到平顶光。





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