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Optiques réfléchissantes conçues pour les applications laser

Optiques de modelage de faisceau pour les lasers UV, IR et à large bande

 

Les expanseurs conventionnels en verre dépendent grandement de la longueur d’onde

 

Les optiques réfléchissantes sont avantageuses pour les lasers UV, IR, à large bande et à impulsions ultracourtes

 

Les optiques réfléchissantes de modelage de faisceau sont achromatiques et diminuent les aberrations

 

Conviennent aux technologies laser émergentes en raison de leur flexibilité

Les lasers UV, IR, à large bande et à impulsions ultracourtes sont essentiels pour une vaste gamme d'applications, allant de la spectroscopie au micro usinage en passant par la chirurgie au laser. Cependant, il est plus difficile de trouver des optiques de modelage de faisceau telles que des expanseurs de faisceau pour ces lasers non visibles, puisque les optiques transmissives conventionnelles dépendent fortement de la longueur d'onde et peuvent être dispersives. Les optiques réfléchissantes de modelage de faisceau résolvent ces problèmes avec leur conception achromatique à large bande, ce qui élimine totalement les aberrations chromatiques et sphériques. Les expanseurs de faisceau réfléchissants et les miroirs ont également tendance à être moins chers que ceux spécialement conçus pour une longueur d'onde non visible ou une large bande d'onde spécifique.

Expanseurs de faisceau réfléchissants

Les expanseurs de faisceau réfléchissants sont des systèmes de miroirs Grégoriens ou Cassegrain modifiés offrent une performance à large bande, et ne comportent pratiquement aucune aberration chromatique ou sphérique. Ils sont compatibles avec une large gamme de sources laser, notamment :

  • Lasers UV (excimère, Nd:YAG, etc.)
  • Lasers infrarouges (Nd:YAG, CO2, cascade quantique, etc.)
  • Lasers à impulsions ultracourtes (Ti:Saphir, fibre, etc.)
  • Lasers Réglables (Ti:Saphir, à colorant, cascade quantique, etc.)

Un faisceau est élargi grâce à un miroir convexe, puis réfléchi sur un miroir concave, résultant ainsi en un faisceau collimaté plus large.

Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective
Figure 1: Les surfaces courbées des miroirs d’un Expanseur de Faisceau Réfléchissant Monolithique permettent d’élargir le faisceau laser incident

Miroirs de focalisation

Les miroirs de focalisation, tels que les Miroirs Paraboliques Hors-Axe (OAP), éliminent les aberrations chromatiques et les inconvénients des optiques transmissives de modelage de faisceau. L’avantage supplémentaire dont disposent les miroirs paraboliques est de focaliser ou de collimater la lumière sans introduire d’aberrations sphériques. Les OAP sont des sections latérales d'une surface parabolique plus grande, ce qui leur procure un accès au point focal sans obstruer le faisceau (voir Figure 2).

Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective
Figure 2: Schémas de miroirs OAP 15° et 45°

Lasers UV

Les lasers (UV) ultraviolets sont parfaits pour de nombreuses applications, notamment le micro-usinage laser, les lasers médicaux, le traitement des semi-conducteurs et la microscopie à fluorescence. De nombreuses applications d’optiques laser utilisent des longueurs d’onde UV plus courtes afin de créer des formes très petites et précises avec un dégagement de chaleur minime. Les lasers UV présentent également une résolution spatiale supérieure aux lasers visibles ou infrarouges, étant donné que la taille de spot laser est directement proportionnelle à la longueur d’onde.

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Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective

Lasers de 2μm

Les caractéristiques uniques d’absorption des lasers de 2 μm leur permettent de créer des incisions très petites et précises dans les tissus biologiques et les plastiques, avec un dégagement de chaleur minime. Ces caractéristiques d’absorption donnent aux lasers de 2 μm un avantage sur les lasers de 1 µm dans certaines applications. Les lasers de 2 µm sont parfaits pour les applications extrêmement précises, notamment la chirurgie et le traitement des plastiques.

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Lasers à impulsions ultracourtes

Les lasers à impulsions ultracourtes utilisent un blocage de mode et sont capables de produire des impulsions extrêmement courtes dont les durées sont en femtosecondes ou en picosecondes avec des pics de puissance élevés. En raison de la limite de Fourier (ou incertitude temps-énergie), les impulsions avec une distance temporelle aussi courte ont une bande spectrale considérablement plus large. Ce problème peut causer des aberrations chromatiques graves dans une optique transmissive. Les optiques réfléchissantes de modelage de faisceau peuvent cependant être utilisées avec des lasers à impulsions ultracourtes, car elles ne causeront pratiquement aucune aberration.

Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective

Optiques réfléchissantes de modelage de faisceau d’Edmund Optics®

TECHSPEC Les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques (Mark I)

Les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques (Mark I)

Les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques TECHSPEC® Monolithic Reflective Beam Expanders (Mark I) tournés au diamant sont parfaitement adaptés pour l’expansion de faisceau à large bande ou achromatique, ainsi qu'une grande variété de sources lumineuses. Leur distorsion du front d’onde est minime tandis que leur conception achromatique, entièrement réfléchissante, leur permet d’être utilisés avec des lasers réglables, ultraviolets et à impulsions ultracourtes. Leurs caractéristiques intégrées, telles que des plans réfléchissants, des trous filetés et des trous traversants, simplifient grandement leur montage, alignement et intégration dans toute application utilisant un laser. La construction monolithique garantit également une stabilité et une performance non perturbées par les variations de température.

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Miroirs Métalliques Paraboliques Hors Axe de Première Surface

Miroirs Métalliques Paraboliques Hors Axe de Première Surface

Les Miroirs Métalliques Paraboliques Hors Axe (OAP) TECHSPEC® offrent une rugosité de surface pouvant descendre jusqu’à 50Å RMS et ne comportent aucune aberration chromatique ou sphérique. Leur conception métallique solide et sans adhésifs leur apporte une conductivité thermique optimale. Les OAP offrent un accès dégagé au point focal ce qui permet de concevoir des systèmes compacts. Ces caractéristiques rendent l’utilisation de ces OAP parfaite dans des systèmes d’instrumentation et laser, notamment MTF, FLIR, FTIR et Schlieren, avec des lasers IR tels que les lasers à cascade quantique. Les miroirs métalliques tournés au diamant TECHSPEC® sont disponibles avec des angles hors-axe de 15°, 30°, 45°, 60° ou 90°.

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FAQ's

FAQ  Quelles sont les grossissements disponibles pour les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques (Mark I) TECHSPEC® ?
Les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques (Mark I) TECHSPEC® sont disponibles en grossissement 2X, 3X et 5X.
FAQ  Quelles sont les options de traitement disponibles pour les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques TECHSPEC® (Mark I) ?

Les Expanseurs de Faisceau Réfléchissants Monolithiques TECHSPEC® (Mark I) sont disponibles avec des traitements en aluminium amélioré, aluminium protégé et or nu.

FAQ  Quelle gamme de longueur d’onde les Miroirs Paraboliques Hors Axe TECHSPEC® couvrent-ils ?

La gamme de longueur d’onde des Miroirs Paraboliques Hors-Axe TECHSPEC® dépend du traitement du miroir. Il existe actuellement trois traitements différents disponibles dont l’aluminium protégé, l’or protégé et l’or nu, couvrant 400 nm jusqu'à plus de 12000 nm.

FAQ   Quels paramètres de conception puis-je utiliser pour un Miroir Parabolique Hors Axe personnalisé ?

Les paramètres de conception modifiables pour concevoir un OAP rentable et personnalisé sont : la distance focale réfléchie, l’angle réfléchi, la tolérance du point focal et la distorsion du front d’onde réfléchi.

Ressources

Notes d’application

Informations techniques et exemples d’applications comprenant des explications théoriques, des équations, des illustrations graphiques, etc.

UV Optics: Tighter Tolerances and Different Materials
Lire  

Rugosité des Miroirs Paraboliques Hors Axe Tournés au Diamant
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Metallic Mirror Coatings
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Off-Axis Parabolic Mirror Selection Guide
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Pages correspondantes

Liens vers d’autres articles techniques apparaissant dans des publications industrielles rédigées par Edmund Optics® ou présentant les contributions de l’équipe d’ingénierie et des principaux dirigeants d’EO.

Tournage au diamant
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Laser Optics
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