Розширення та фільтрація лазерного пучка

Як відомо поперечний переріз пучка, що генерується типовим газовим лазером, складає 1 – 2 мм. В той же час для багатьох застосувань лазера (в голографії, в різноманітних видах інтерферометрії) необхідно освітити об'єкт на значній площі. Очевидно для цього потрібно мати колімований пучок великого перерізу. Але перед колімуванням потрібно збільшити поперечний розмір лазерного пучка. Цю операцію проводять короткофокусною додатною лінзою ( мм), яка здебільшого є об'єктивом мікроскопа. Але враховуючи те, що лазер когерентне джерело світла, а на вихідному дзеркалі резонатора, на вихідних вікнах розрядної трубки газового лазера, на об’єктиві трапляються подряпини, різні точкові включення, ворсинки, то на лазерному пучку після розширення в поперечному перерізі спостерігаються різноманітного роду неоднорідності: темні криволінійні смуги, що обрамлені світлішими смугами (розсіяння на подряпинах чи ворсинках), темні та світлі концентричні кільця (розсіяння на точкових дефектах та пилинках). Для усунення неоднорідностей пучка використовують просторовий фільтр, що представляє собою отвір мікронних розмірів, який суміщають з місцем фокусування лазерного пучка мікрооб’єктивом.

Не розсіяний лазерний пучок після лінзи фокусується в круглу пляму мікронних розмірів, і коли центр просторового фільтра суміщений з центром фокальної плями, то сфокусований пучок пройде через „точкову” діафрагму. А розсіяне світло на точкових дефектах, подряпинах, ворсинках відхиляється на значний кут, і не пройде через отвір фільтра. Черезточковий отвір проходять тільки самі низькочастотні компоненти, що відповідають повільно змінному гасовому розподілу, тоді як високочастотні шуми затримуються. За отвором поширюється сферичний хвильовий фронт практично з чисто гаусовим розподілом інтенсивності. Півширина пучка у фокальній площині мікрооб’єктива рівна:

де – півширина пучка падаючого на мікрооб’єктив.

Дата добавления: 2015-10-29