激光器光束发散角的测量

Jimmy_tang

    当在正常的情况下，激光器的光束束腰在出光口位置的时候，我们测量光束发散角的公式是BD = Wf / FL。BD是发散角，Wf是出光口光斑直径，FL是所使用的聚焦透镜焦距。
    但是有的时候，我们的激光器光束束腰位置并不在激光器的出光口位置，而是处于激光器前的某一个位置。这个时候如果仍然按照上述的测量方式，测量出来的光束发散角度似乎有很大的误差。对于这种情况，该怎么测量才是正确的？

billyexpert

我觉得近场发散角和远场发散角差距比较大，你想测的应该是远场发散角，那应该在几米开外取一段激光进行测量，测量两个截面的直径以及两个截面的距离，就可以知道发散角。
（个人观点，仅供参考）

Jimmy_tang

我要测量的确实是远场发散角。谢谢您的建议，但是这个做法有一定的难度。
在实际的生产时候，我们是使用CCD探头来测量光斑直径的，如果距离远了的话，CCD探头由于接收面积很小，会产生无法接收到全光斑的情况。而且由于是准直过的激光器，发散角大多在1mrad左右，瑞利长度也很长，恐怕很难按照您建议的做。
另外，如果真的按照这种测量方法做，恐怕挺耗时间的……

yjg0111

1.在激光器出口的远端(1100-1200mm)处放置功率探头,测量满功率输出时的功率,记住电源的参数和激光功率。
2.在激光器出口放置一片1M凹透镜,凸面向来光方向,轴线与光轴重合。
3.在激光器出口的远端(1000mm)处放置一个小孔光栏,轴线与光轴重合。
4.激光器按满功率的参数出光，观察功率探头的读数，如果和1时的读数相同或大于86%，换小一点的光栏，反之换大一点的。
5.当功率等于原功率的86%时,小孔光栏的直径就是你要的发散角。

yjg0111

忘了一点，不要加扩束镜。
这个方法是严格按光学原理制定的，放心用吧！

Jimmy_tang

多谢楼上的这位兄弟。
可是，似乎您的方法不太对——如果我的光束腰位置在出光口前1.5m处，这个测法有效吗？

yjg0111

用1米透镜后，激光的束腰只会出现在1米处，不会在1.5米处。

Jimmy_tang

可能我没有说清楚。
是这样的：激光在从谐振腔出来之后，会通过一个望远系统，而这个望远系统由于是人工调节，因此可能会产生一定的位置偏差，这样的话，在加上您所说的透镜以前，光束的聚焦位置便不是在出光口位置了。
在这种情况下，您的这种测量方式会有多大的误差呢？

robertyang

不明白楼主的意思。按照楼主的意思，BD = Wf / FL，Wf是出光口光斑直径，是不变的，那么用不同焦距的聚焦透镜测出来的发散角应该是不同的啊。

yjg0111

不能加扩束系统,那样测出的数值不是真实的激光发散角,因为发散的入射光经过扩束系统后,变成接近于平行光,其发散角数值与扩束倍数成反比.
加扩束镜测发散角是有些公司欺骗用户的手段.

天籁

楼主是哪里的？你要做的东西跟我当初的课题好相近
其实用焦斑法测量发散角不需要知道光束腰斑的具体位置的，你所列公式中的Wf应该是透镜焦平面处的光斑直径，而不是出光口光斑直径

Jimmy_tang

好多人回啊，呵呵。多谢各位的参与。
11楼说的对，我这里好象是弄错了。
我早过了有课题的年代了，现在在一家公司上班呢，小小的技术人员……