Aangezien het uitgangslicht van de laserdiode' zeer divergerend is, is het gebruik van collimerende optica vereist. Asferische lenzen introduceren geen sferische aberratie en kiezen in het algemeen voor asferische lenzen als de gecollimeerde bundel tussen 1 en 5 mm ligt. Hier is' een voorbeeld van de belangrijkste specificaties waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van de juiste lens voor een bepaalde toepassing.
Voorbeeld:
Gebruikte laserdiode: L780P010
Vereiste gecollimeerde straaldiameter: Ø3 mm (lange as)
Uit het specificatieblad van de L780P010 laserdiode weten dat de typische horizontale en verticale divergentiehoeken respectievelijk 10 ° en 30 ° (FWHM) zijn, dus een elliptische straal wordt gevormd als het licht divergeert. Om tijdens de collimatie zoveel mogelijk licht te verzamelen, moet bij de berekening een grotere divergentiehoek (in dit geval 30 °) worden gebruikt. Als u een elliptische straal in een cirkelvormige straal wilt veranderen, moet u de richting van de vervorming van het licht straalprisma.
Ø=balkdiameter
Θ=divergentiehoek
Gebruik op basis van de bovenstaande informatie de volgende formule om de brandpuntsafstand van de lens te schatten:
Selecteer op basis van deze berekening de juiste collimatorlens. Thorlabs biedt een groot aantal asferische lenzen aan. Voor deze toepassing is een asferische lens van gegoten glas met een B-gecoate AR-coating en een brandpuntsafstand van 5,6 mm de ideale keuze.
De brandpuntsafstand van de C171TMD-B (geïnstalleerd) of 354171-B (niet gemonteerd) asferische lens is 6,20 mm, dus de gecollimeerde bundeldiameter (lange as) is 3,3 mm. Bepaal vervolgens of de numerieke apertuur (NA) van de laserdiode kleiner is dan Lens NA:
0,30=NALens> NADiode ≈ sin (15 °)=0,26
We gebruiken de FWHM-straaldiameter om de balk hier te karakteriseren. Het daadwerkelijke gebruik van 1 / e2 straaldiameter is echter een betere keuze. Voor een Gaussisch straalprofiel is de 1 / e2-diameter ongeveer 1,7 keer de FWHM-diameter. Als resultaat kan de 1 / e2-diameter meer laserdiode-uitgangslicht opvangen (meer vermogen leveren) en ver-velddiffractie minimaliseren (minder invallend licht blokkeren).
Als vuistregel geldt dat NA over het algemeen twee keer zo groot wordt gekozen als de laserdiode NA. De NA van de A390-B of A390TM-B is bijvoorbeeld 0,53, wat meer dan tweemaal de benadering is van de NA van een laserdiode (0,26), zodat deze kan worden gebruikt voor deze laserdiode. Merk op dat de brandpuntsafstand van deze lenzen 4,6 mm is, dus de gecollimeerde lengteasbundeldiameter is ongeveer 2,5 mm.
