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分束器选型的注意事项

作者: 时间:2021-05-08

一、从光斑效果方面考虑

激光通过分束器后得到一维或二维点阵,焦面附近的成像一般存在0阶光斑(也叫零级光斑0级亮点),0阶光斑效果如下图所示,它会影响分束器均匀性。偶数点阵(比如1×21×41×6)的分束器均匀性优于奇数点阵(比如1×31×51×7)的分束器均匀性。偶数点阵的分束器均匀性会高很多,且受工艺影响程度较低。设计初期,分束器选型建议选择偶数点阵的分束器。



椭圆度也是影响光斑效果的一个重要因素。普通的分束器不会出现椭圆度这个问题,只有在选型规格为HEDSHEQS的高效率分束器中才会出现。对于较低的M2(单模激光器中M²<4),由于公式中加了0.75这个固定系数,所以聚焦光束将具有一定的椭圆度;对于更高的M2值,0.75的系数影响很小,因此斑点将变得对称。

值得注意的是,2×2的四光束高效率分束器是个例外因为其对称地增加M2,因此不会出现椭圆度。

如果对光的利用效率要求较高,但对光斑形状要求不高时,分束器选型可以使用HEDSHEQS的高效率分束器。


二、从系统效率方面考虑

分束器的规格分为普通分束器和高效率分束器(规格为HEDSHEQS)两种。高效率分束器的效率要明显高于普通的分束器,但高效率的价格会贵。区别如下图:




高效率分束器光斑效果如下图



在分束器系统中,同种规格的分束器,镀膜的分束器元件会比不镀膜的分束器元件效率高7%左右。

在光学系统中,光学元件(比如振镜、场镜、分束器等元件)的有效通光孔径不小于1.5倍的最大入射光直径,否则会影响系统效率。


三、从系统稳定性方面考虑

一般分束器的材质为熔融石英(石英玻璃),损伤阈值较高。

分束器的安装较容易,允许一定的组装误差,也可达到想要的效果。


总结如下:

从光斑效果方面考虑,分束器选型建议偶数点阵的分束器;

从系统效率方面考虑,建议镀膜,且光学元件(比如振镜、场镜、分束器等元件)的有效通光孔径不小于1.5倍的最大入射光直径;

从系统稳定性方面考虑,分束器的稳定性较高,一是因为其材质为熔融石英(石英玻璃),损伤阈值较高;二是因为分束器的安装允许一定的组装误差,容易获得想要的效果。

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