固體激光器發(fā)散角檢測方法

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激光器檢測項目中有一種激光器是固體激光器，固體激光器檢測中又分為固體激光器性能檢測和固體激光器人眼安全檢測，在固體激光器性能檢測中，又包括了固體激光器功率檢測、固體激光器波長檢測、固體激光器光束質(zhì)量因子檢測，固體激光器光斑大小檢測等。

今天為大家介紹固體激光器性能檢測之發(fā)散角檢測。

發(fā)散角是什么？

激光發(fā)散角是指激光束從發(fā)射點(diǎn)開始傳播時，光束直徑隨距離增加而擴(kuò)大的角度。這個角度衡量的是激光束在空間中擴(kuò)散的速度。激光發(fā)散角是評價激光器輸出光束質(zhì)量的一個重要參數(shù)，通常用半角來表示，即從光束中心軸到光強(qiáng)下降到中心強(qiáng)度的1/e^2（約13.5%）處的角度的一半。

激光發(fā)散角的大小取決于幾個因素：

激光模式：單模激光器（如TEM00模式）通常具有最小的發(fā)散角，因為它們產(chǎn)生的光束接近理想的高斯光束。多模激光器由于存在多種模式，因此發(fā)散角更大。

波長：一般來說，波長越短的激光，其發(fā)散角也越小。這是因為較短波長的光在同樣口徑下可以更緊密地聚焦。

光束直徑：初始光束直徑越小，發(fā)散角越大；反之亦然。這是因為光束直徑?jīng)Q定了光束的初始寬度，從而影響它隨距離增長的擴(kuò)散程度。

透鏡和其他光學(xué)元件：使用適當(dāng)?shù)耐哥R可以將激光束聚焦到一個小點(diǎn)，從而減小發(fā)散角。但是，如果透鏡沒有正確對準(zhǔn)或者存在缺陷，也可能導(dǎo)致發(fā)散角增大。

固體激光器發(fā)散角檢測方法有哪些？

發(fā)散角是固體激光器的重要性能參數(shù)之一，一般來說固體激光器發(fā)散角，很難通過儀器直接讀取數(shù)據(jù)，如果想檢測固體激光器發(fā)散角參數(shù)，可以使用下面這些方法進(jìn)行檢測：

刀口法（Knife Edge Method）:

刀口法是一種直接測量光束輪廓的方法。它通過移動一個鋒利的邊緣穿過光束，并記錄透過的光功率變化來確定光束輪廓。通過分析光束輪廓，可以計算出發(fā)散角。

CCD相機(jī)法:

使用高分辨率的CCD或CMOS相機(jī)直接拍攝激光束在不同距離上的光斑大小。通過比較不同距離下的光斑尺寸，可以計算出光束的發(fā)散角。這種方法直觀且容易操作，但需要注意相機(jī)的曝光設(shè)置以及避免過曝。

光束分析儀（Beam Profiler）:

光束分析儀專門設(shè)計用于測量激光光束的各種參數(shù)，包括發(fā)散角。它可以快速準(zhǔn)確地提供光束輪廓信息，并自動計算出發(fā)散角等參數(shù)。現(xiàn)代光束分析儀通常配備軟件，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

遠(yuǎn)場測量法:

將激光束投射到足夠遠(yuǎn)的距離，然后測量該距離下的光斑尺寸。通過已知的投射距離和測得的光斑尺寸，可以直接計算出發(fā)散角。這種方法簡單，但可能需要較大的測試空間。

傅里葉變換法:

通過傅里葉變換技術(shù)，可以從近場光束輪廓推斷出遠(yuǎn)場發(fā)散特性。這種方法基于理論模型，適用于特定條件下的高精度測量。

M2因子測量:

M2因子是衡量激光光束質(zhì)量的一個參數(shù)，它與光束的發(fā)散角有關(guān)。通過測量M2因子，也可以間接得到關(guān)于發(fā)散角的信息。M2因子越接近1，說明光束質(zhì)量越好，發(fā)散角越小。

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