Lazer Demet Genişletici Nedir?
Lazer demet genişletici, genellikle iki mercekten oluşan ve kolime edilmiş bir lazer demetinin çapını büyütürken açısal ıraksamasını orantılı olarak azaltan bir optik sistemdir. Bu genişleticiler; lazerle kesim, interferometri, lazer mesafe ölçümü ve serbest uzay optik haberleşme gibi, daha geniş ve daha iyi kolime edilmiş bir demetin odaklamayı iyileştirdiği ve mesafe boyunca dağılmayı azalttığı uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.
Bu Hesaplama Aracı Nasıl Kullanılır?
Giriş (birinci) merceğin odak uzaklığı \(f_1\) ile çıkış (ikinci) merceğin odak uzaklığı \(f_2\) değerlerini milimetre cinsinden girin. Ardından giriş demet çapını ve ıraksamasını (miliradyan cinsinden) ekleyin. Araç; büyütme gücünü, genişletilmiş çıkış demet çapını ve yeni, daha küçük ıraksama açısını size hesaplar.
Formülün Açıklaması
Kepler veya Galileo tipi iki mercekli bir genişleticide büyütme gücü, iki odak uzaklığının oranıdır: $$MP = \frac{f_2}{f_1}$$ Optik geçirgenlik (etendue) korunduğu için demet çapı \(MP\) kadar büyürken, ıraksama aynı oranda küçülür: $$D_{out} = D_{in} \cdot MP$$ ve $$\theta_{out} = \frac{\theta_{in}}{MP}$$ İşte bu ters orantı sayesinde daha geniş bir demet, daha uzun mesafeler boyunca kolime kalır.
Çözümlü Örnek
Diyelim ki \(f_1 = 10\) mm, \(f_2 = 50\) mm, giriş demet çapı 1 mm ve ıraksama 1 mrad olsun. Bu durumda $$MP = \frac{50}{10} = 5\times$$ olur. Çıkış çapı \(1 \times 5 = 5\) mm, çıkış ıraksaması ise \(1/5 = 0{,}2\) mrad olur — yani 5 kat daha dar ıraksamalı, daha geniş bir demet elde edilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Mercekler arası mesafe önemli mi? Evet — doğru kolimasyon için mercekler arasındaki mesafe \(f_1 + f_2\) olmalıdır; böylece sistem afokal hale gelir. Bu araç, ideal bir afokal düzeni varsayar.
Galileo ve Kepler tasarımları arasındaki fark nedir? Galileo tasarımı negatif bir giriş merceği kullanır (iç odak noktası yoktur, yüksek güç için idealdir); Kepler tasarımı ise iç odak noktası olan iki pozitif mercek kullanır. Her ikisi de \(MP = f_2/f_1\) formülüne uyar.
BG değeri 1'den küçük olabilir mi? Evet; eğer \(f_2 < f_1\) ise sistem demeti küçültür (bir demet daraltıcı olur) ve ıraksamayı artırır.
