Contributing Author:

Andy McCarron, Sr. Opto-Mechanical Engineer

特约作者：Andy McCarron

高级光机械工程师

了解利用光束控制技术的激光束系统的设计，更具体地说，将光束转向装置与激光器配对对于系统设置非常重要。设置过程中最关键的一个方面是将光束转向装置的通光孔径与激光束尺寸对齐。这通常会引发光束尺寸和光圈之间的问题，我将在本文中进行剖析，并帮助您进行正确的计算。

设置激光和光束转向系统最常见的误解之一是透明光圈值应等于最大允许激光束尺寸。重要的是要注意，通光孔径是光学元件的参数，其中光学性能严格限定在该孔径内。清晰光圈之外的光学性能未指定，超出此边界的显著照明不仅会导致功率损耗，还会导致光学器件执行以下操作：

1.由于过热而导致的光学元件变形

2.折射率随温度的变化（仅透射光学）

3.涂层和基材之间的分层

4.Stray灯可能会损坏系统的其他组件

通常，激光器发射具有高斯分布的圆形光束。通过应用光束整形技术，高斯分布可以转换为均匀分布（Top Hat），输出光束形状为正方形，矩形等。统一参数的光束大小很简单（见下图）。同时测量高斯分布的光束直径更主观，并且严重依赖于所遵循的方法。用于报告高斯光束尺寸的一些不同标准包括：D4σ、10/90或20/80刀口，1 / e2，FWHM和D86。其中1 / e2和FWHM（半高全宽）最常用。理解激光束轮廓和光束尺寸是重要的，因为相同的激光束将根据其定义具有不同的光束尺寸。