Hispanopedia WikiLos expansores de haz son dispositivos ópticos que toman un haz de luz colimado y expanden su ancho (o, usado a la inversa, reducen su ancho).
En física láser se utilizan como elementos intracavitarios o extracavitarios. Pueden ser de naturaleza telescópica o prismática. Generalmente los expansores de haz prismáticos utilizan varios prismas y se conocen como expansores de haz de prismas múltiples.
Los expansores de haz telescópicos incluyen telescopios refractores y reflectores . [1] Un telescopio refractor comúnmente utilizado es el telescopio galileano que puede funcionar como un simple expansor de haz para luz colimada . La principal ventaja del diseño galileano es que nunca enfoca un haz colimado en un punto, por lo que los efectos asociados con una alta densidad de potencia, como la ruptura dieléctrica, son más evitables que con diseños de enfoque como el telescopio kepleriano . Cuando se utilizan como expansores de haz intracavitarios, en resonadores láser, estos telescopios proporcionan una expansión de haz bidimensional en el rango 20-50. [1]
En los resonadores láser sintonizables , la expansión del haz intracavitario generalmente ilumina todo el ancho de una rejilla de difracción . [2] Por lo tanto, la expansión del haz reduce la divergencia del haz y permite la emisión de anchos de línea muy estrechos [3], lo cual es una característica deseada para muchas aplicaciones analíticas, incluida la espectroscopia láser. [4] [5]
Expansores de haz de prismas múltiples
Los expansores de haz de prismas múltiples suelen utilizar de dos a cinco prismas para producir grandes factores de expansión de haz unidimensionales. En la literatura se han descrito diseños aplicables a láseres sintonizables con factores de expansión de haz de hasta 200. [3] Inicialmente, las configuraciones de rejilla de prismas múltiples se introdujeron en láseres de colorante líquido de ancho de línea estrecho [1] [7], pero con el tiempo también se adoptaron en diseños de láser de gas, de estado sólido y de diodo. [3] La descripción matemática generalizada de los expansores de haz de prismas múltiples, introducida por Duarte [ 8] , se conoce como teoría de dispersión de prismas múltiples . [1] [3]
Los expansores y matrices de haz de prismas múltiples también se pueden describir utilizando matrices de transferencia de rayos . [9] La teoría de dispersión de prismas múltiples también está disponible en forma de matriz 4 × 4. [3] [10] Estas ecuaciones matriciales son aplicables tanto a compresores de pulsos de prismas como a expansores de haz de prismas múltiples. [3]
Conformación de haz de cavidades extra
Transformadores de haz híbridos de cavidad extra: utilizando un expansor de haz telescópico, seguido de una lente convexa, seguida de un expansor de haz de prismas múltiples, un haz láser (con una sección transversal circular) se puede transformar en un haz extremadamente alargado, en el plano de propagación, mientras que extremadamente delgado en el plano ortogonal. [3] [11] La iluminación plana resultante, con una sección transversal casi unidimensional (o lineal), elimina la necesidad de escaneo punto por punto y se ha vuelto importante para aplicaciones como la interferometría de rendija N , la microdensitometría y la microscopía . Este tipo de iluminación también puede conocerse en la literatura como iluminación de lámina de luz o iluminación plana selectiva.
Véase también
- Comunicación láser en el espacio
- Microdensitómetro
- Teoría de dispersión de prismas múltiples
- Osciladores láser de rejilla de prismas múltiples
- Interferómetro de rendija N
- Análisis de la matriz de transferencia de rayos
Referencias
- ^ abcd Duarte, FJ (1990). "Osciladores de láser de colorante pulsado de ancho de línea estrecho". En Duarte, FJ; Hillman, LW (eds.). Principios del láser de colorante . Academic Press . ISBN 978-0-12-222700-4.
- ^ Hänsch, TW (1972). "Láser de colorante sintonizable pulsado repetitivamente para espectroscopia de alta resolución" . Óptica Aplicada . 11 (4): 895–898. Código Bibliográfico : 1972ApOpt..11..895H. doi : 10.1364/AO.11.000895. PMID 20119064.
- ^ abcdefg Duarte, FJ (2015). Óptica láser sintonizable (2ª ed.). Prensa CRC . ISBN 978-1-4822-4529-5.
- ^ Demtröder, W. (2007). Laserspektroscopie: Grundlagen und Techniken (en alemán) (5ª ed.). Saltador . ISBN 978-3-540-33792-8.
- ^ Demtröder, W. (2008). Espectroscopia láser, volumen 1: principios básicos (4.ª ed.). Springer . ISBN 978-3-540-73415-4.
- ^ Duarte, Francisco J.; Taylor, Travis S.; Costela, Angel; Garcia-Moreno, Inmaculada; Sastre, Roberto (1998). "Oscilador de láser colorante de estado sólido dispersivo de ancho de línea estrecho y pulso largo". Óptica Aplicada . 37 (18): 3987–3989. Bibcode :1998ApOpt..37.3987D. doi :10.1364/ao.37.003987. PMID 18273368.
- ^ Duarte, FJ; Piper, J. (1980). "Un expansor de haz de prisma doble para láseres de colorante pulsados". Optics Communications . 35 (1): 100–104. Bibcode :1980OptCo..35..100D. doi :10.1016/0030-4018(80)90368-5.
- ^ Duarte, FJ; Piper, J. (1982). "Teoría de la dispersión de expansores de haz de prismas múltiples para láseres de colorante pulsados". Optics Communications . 43 (5): 303–307. Bibcode :1982OptCo..43..303D. doi :10.1016/0030-4018(82)90216-4.
- ^ Duarte, FJ (1989). "Análisis de la matriz de transferencia de rayos de osciladores láser de colorante de múltiples prismas". Electrónica óptica y cuántica . 21 : 47–54. doi :10.1007/BF02199466. S2CID 122811020.
- ^ Duarte, FJ (1992). "Matrices de dispersión de múltiples prismas y transferencia de rayos 4×4". Electrónica óptica y cuántica . 24 : 49–53. doi :10.1007/BF01234278. S2CID 121055172.
- ^ Duarte, FJ (1991). "Capítulo 2". Láseres de colorante de alta potencia . Springer-Verlag . ISBN 978-0-387-54066-5.
Enlaces externos
- Esquemas de disposiciones prácticas de prismas múltiples.