Da das Ausgangslicht der Laserdiode&stark divergiert, ist die Verwendung einer Kollimationsoptik erforderlich. Asphärische Linsen führen keine sphärische Aberration ein und wählen im Allgemeinen asphärische Linsen, wenn der kollimierte Strahl zwischen 1 und 5 mm liegt. Hier ist&ein Beispiel für die wichtigsten Spezifikationen, die bei der Auswahl des richtigen Objektivs für eine bestimmte Anwendung zu berücksichtigen sind.
Beispiel:
Verwendete Laserdiode: L780P010
Erforderlicher kollimierter Strahldurchmesser: Ø3 mm (lange Achse)
Aus dem Datenblatt der Laserdiode L780P010 geht hervor, dass die typischen horizontalen und vertikalen Divergenzwinkel 10 ° bzw. 30 ° (FWHM) betragen, sodass ein elliptischer Strahl gebildet wird, wenn das Licht divergiert. Um während der Kollimation so viel Licht wie möglich zu sammeln, sollte bei der Berechnung ein größerer Divergenzwinkel (in diesem Fall 30 °) verwendet werden. Wenn Sie einen elliptischen Strahl in einen kreisförmigen Strahl verwandeln möchten, geben Sie die Verformungsrichtung des Lichts an Strahlprisma.
Ø=Balkendurchmesser
Θ=Divergenzwinkel
Verwenden Sie basierend auf den obigen Informationen die folgende Formel, um die Brennweite des Objektivs zu approximieren:
Wählen Sie anhand dieser Berechnung die entsprechende Kollimatorlinse aus. Thorlabs bietet eine große Anzahl asphärischer Linsen an. Für diese Anwendung ist eine geformte asphärische Glaslinse mit einer B-beschichteten AR-Beschichtung und einer Brennweite von 5,6 mm die ideale Wahl.
Die Brennweite der asphärischen Linse C171TMD-B (installiert) oder 354171-B (nicht montiert) beträgt 6,20 mm, sodass der kollimierte Strahldurchmesser (lange Achse) 3,3 mm beträgt. Bestimmen Sie als nächstes, ob die numerische Apertur (NA) der Laserdiode kleiner als die Linse NA ist:
0,30=NALens> NADiode ≈ sin (15 °)=0,26
Wir verwenden den FWHM-Strahldurchmesser, um den Strahl hier zu charakterisieren. Die tatsächliche Verwendung des 1 / e2-Strahldurchmessers ist jedoch die bessere Wahl. Für ein Gaußsches Strahlprofil beträgt der 1 / e2-Durchmesser etwa das 1,7-fache des FWHM-Durchmessers. Infolgedessen kann ein Durchmesser von 1 / e2 mehr Laserdioden-Ausgangslicht sammeln (höhere Leistung liefern) sowie die Fernfeldbeugung minimieren (weniger einfallendes Licht blockieren).
Als Faustregel gilt, dass NA im Allgemeinen doppelt so groß ist wie die Laserdiode NA. Beispielsweise beträgt die NA des A390-B oder A390TM-B 0,53, was mehr als der doppelten Annäherung an die NA einer Laserdiode (0,26) entspricht, sodass sie für diese Laserdiode verwendet werden kann. Beachten Sie, dass die Brennweite dieser Linsen 4,6 mm beträgt, sodass der kollimierte Strahldurchmesser der langen Achse etwa 2,5 mm beträgt.
