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擴(kuò)束鏡是能夠改變激光光束直徑和發(fā)散角的透鏡組件。

激光擴(kuò)束鏡被用于遠(yuǎn)距離照明或投影以及聚焦系統(tǒng)。主要有兩個(gè)用途：其一是擴(kuò)展激光束的直徑；其二是減小激光束的發(fā)散角。

激光擴(kuò)束鏡和未經(jīng)擴(kuò)束的光束相比，擴(kuò)束后的光束可被聚焦得更小。激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡的倍率即光束直徑的放大倍率。從激光器輸出的激光束的光斑尺寸和發(fā)散角乘積是光學(xué)不變量，近似為一定值。當(dāng)束腰半徑擴(kuò)大x倍時(shí)，其發(fā)散角相應(yīng)壓縮為原來的1/x，壓縮發(fā)散角實(shí)際就是激光的準(zhǔn)直。壓縮發(fā)散角并不能改善光束質(zhì)量，光束質(zhì)量是束腰半徑和發(fā)散角的乘積；壓縮發(fā)散角的同時(shí)將伴隨束腰半徑的增加，則光斑尺寸增大。激光標(biāo)記機(jī)中常和平場(chǎng)聚焦透鏡配合起來使用。

激光擴(kuò)束鏡系統(tǒng)由2片透鏡組成，其中一片是靠近入射端的凹透鏡（也稱為輸入負(fù)透鏡）；另一片是靠近出射端的凸透鏡（也稱為輸出正透鏡）；入射端的凹透鏡將一個(gè)具有虛交點(diǎn)的激光束投射到出射端的凸透鏡上，由此兩面透鏡構(gòu)成了虛擬的共用焦點(diǎn)結(jié)構(gòu)（即凹透鏡的虛焦點(diǎn)與凸透鏡的虛焦點(diǎn)重合為一點(diǎn)）。

激光擴(kuò)束鏡原理圖

式中W(h)----入射激光束在入射鏡上的光束半徑

f₁----入射端凹透鏡的焦距

f₂----出射褍凸透鏡的焦距

λ----入射激光光束的波長(zhǎng)，是一個(gè)常量

W₀----入射激光束的束腰

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入射激光束投射到輸入端的凹透鏡上，激光束聚焦在虛焦點(diǎn)上，產(chǎn)生的一個(gè)新的光束束腰W₀和新的擴(kuò)散角θ。