Les lasers sont des sources de lumière brillante et cohérente qui se propagent dans un faisceau bien défini. Ces propriétés les rendent utiles pour les communications, l’interférométrie et même la mesure de la vitesse du trafic. Mais les faisceaux laser ont aussi un diamètre relativement petit parce que le coût et la complexité augmentent au fur et à mesure que les miroirs et le support de gain actif à l’intérieur deviennent plus grands. Mais il est facile de transformer ce faisceau collimaté de 5 mm en faisceau de 50 mm. « Collimaté » signifie » voyager sans changer de taille « , de sorte qu’un extenseur de faisceau convertit un faisceau de petit diamètre en un faisceau de grand diamètre, tout en restant collimaté.
Déterminez l’agrandissement désiré. Par exemple, supposons qu’une poutre de 4 mm de diamètre doit être étendue jusqu’à un diamètre de 40 mm. C’est un grossissement de 10X.
Sélectionnez une lentille convergente plus grande que le faisceau d’entrée. En ce qui concerne la distance focale, un bon point de départ est d’environ trois ou quatre fois le diamètre du faisceau d’entrée.
Si, par exemple, le faisceau d’entrée a un diamètre de 4 mm, un objectif de 12,5 mm de diamètre est pratique. Une longueur focale pratique serait de 16 mm.
Trouvez la longueur focale de la lentille de collimation. La longueur focale de l’objectif de collimation est le produit de la longueur focale du faisceau convergent et du grossissement.
Dans l’exemple, le grossissement est de 10X et la longueur focale de l’objectif convergent est de 20 mm. La longueur focale de l’objectif collimateur est de 10 * 16mm = 160mm.
Trouvez le diamètre de la lentille de collimation. Le diamètre du faisceau de sortie sera égal au diamètre du faisceau d’entrée multiplié par le grossissement. La lentille de collimation doit être un peu plus grande que le faisceau de sortie.
Dans l’exemple, le faisceau d’entrée est de 4 mm et le grossissement est de 10X, ce qui signifie (comme prévu) que le faisceau de sortie est de 4 mm * 10 = 40 mm. Un bon choix pour l’objectif de collimation est donc un objectif de 50 mm de diamètre et de 160 mm de longueur focale.
Placez la lentille de collimation dans le trajet du faisceau laser, en la centrant sur le faisceau laser. L’autre lentille — la lentille convergente — sera plus près du laser, alors quittez la pièce.
Mesurez à partir de la lentille de collimation vers le laser. Placez la lentille convergente plus près du laser d’une distance égale à la somme des deux longueurs focales. Centrez la lentille convergente dans le faisceau laser.
Dans l’exemple, l’objectif convergent a une longueur focale de 16 mm et la longueur focale de l’objectif collimateur est de 160 mm, ce qui signifie que les deux objectifs seront séparés par 176 mm.
Ajustez la position de la lentille de collimation pour que le faisceau laser reste au même diamètre qu’il se propage le long du chemin optique. Il s’agit d’une méthode rapide pour vérifier la collimation.
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