Los colimadores de diodos láser se utilizan para colisionar el haz altamente divergente que emite un diodo láser. Consiste en un soporte de diodo láser, un soporte de lente de colmaización y una lente de colimación de alta apertura numérica (NA), con una distancia focal f. La lente está alojado en un receptáculo roscado que se atornilla en el soporte de la lente de colisión. Al ajustar la distancia entre el diodo láser y la lente de colimación, se puede colimar la salida del diodo láser.

Hay varias aplicaciones en las que se puede utilizar un colimador de diodo láser, algunas de las cuales son:

  • Sistemas de alineación óptica
  • Control de procesos
  • Procesos médicos
  • Sistemas de imágenes
  • Prueba y medición

Las dimensiones de la viga colimada están determinadas por dos factores: los ángulos de divergencia de campo lejanos , del diodo láser que se está utilizando, y la longitud focal de la lente de colimación. Las dimensiones de las vigas de colimación se dan por las ecuaciones BD a 2 a f de sin (a/2) BD( 2 o f sin(a sin(a) /2).

Los diodos láser suelen emitir luz fuertemente divergente, esencialmente porque las áreas de reunión son típicamente bastante pequeñas. Para la mayoría de las aplicaciones, es necesario transformar primero la radiación en un haz colimado, utilizando algún tipo de colimador de haz. Debido a que las propiedades de emisión de varios tipos de diodos láser pueden ser muy diferentes, se han desarrollado diferentes tipos de colimadores de diodos láser.Diodo láser

Para la mayoría de los diodos láser, la divergencia de haz es tan sustancial que es ventajoso utilizar lentes asféricas para la colimación de haz con el fin de evitar aberraciones esféricas significativas del haz colimado. Para lograr el mejor rendimiento, la apertura numérica de la lente debe ser significativamente mayor que la del diodo láser, por ejemplo: por un factor de dos. Por otro lado, el ancho de banda de emisión suele ser bastante pequeño, por lo que la óptica acromática no es necesaria en la mayoría de los casos.

Hay diferentes colimadores que están disponibles:

  • Colimadores para diodos láser de un solo emisor: Los diodos láser de un solo emisor suelen exhibir divergencias sustancialmente diferentes en dos direcciones ortogonales. En los casos típicos, uno tiene una divergencia de unos 10o (ancho completo a la mitad máximo) en la dirección «lenta» y 30o en la dirección «rápida».
  • Collimators para VCSELs y VCSEL Arrays: Es relativamente fácil colisionar la salida de un láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL), ya que el haz de salida suele ser circular y exhibe una divergencia de haz moderada silenciosa. Una lente esférica simple con apertura numérica moderada es normalmente suficiente para ese propósito. Si el radio de haz deseado es relativamente pequeño, se puede emplear una microlente.
  • Colimadores para Emisores de área amplia, Barras de diodos y Pilas de diodos: la región emisora de un diodo láser de área amplia es mucho mayor en la dirección a lo largo de la superficie de la oblea (a menudo llamada dirección horizontal) que en la otra; este tipo de diseño láser se elige para obtener potencias de salida sustancialmente más altas. La divergencia del haz en esa dirección «lenta» es significativamente menor que en la dirección rápida, pero por lejos no tan pequeña como lo sería para un haz limitado por difracción: la emisión es altamente multimodo en esa dirección. Por lo tanto, la calidad del haz en esa dirección es mucho peor. Una consecuencia de esto es que mientras que el diámetro del haz después de una lente de colimación simple es significativamente más pequeño en la dirección «lenta», la divergencia residual del haz en esa dirección es mucho mayor.

Algunos emisores de área amplia se venden con una lente de colimación de eje rápido (lente FAC) fijada a la faceta de salida. Este colima la salida sólo en esa dirección, por lo que ya no es necesario montar piezas ópticas adicionales muy cerca del diodo. La misma técnica se puede aplicar a las barras de diodos, por ejemplo, paquetes que contienen varios emisores amplios en una matriz. Una sola lente de colimación de eje rápido cilíndrica (o de hecho ligeramente acilendal) (a veces llamada lente de fibra)puede ser suficiente para todos los emisores. Los problemas pueden ocurrir cuando una matriz de emisores de este tipo exhibe una «sonrisa» demasiado grande.

Para las pilas de diodos, a menudo se utiliza una matriz de microlentes cilíndricas, cada una de las cuales funciona para una de las barras contenidas. En una distancia más grande, uno puede tener una sola lente cilíndrica para colisionar el haz en la dirección lenta.

Los diodos láser de alta potencia a menudo están equipados con colimadores sólo para la dirección rápida. La colimación lenta del eje se puede hacer con una lente adicional.

Ofrecemos conjuntos de lentes y elementos que están disponibles en combinaciones estándar de longitudes focales, longitud de onda y estilos de barril. Ofrecemos diseños asféricos de vidrio y plástico para satisfacer los requisitos de aplicación más típicos. Nuestras lentes de colimación para láseres de diodos son ideales para una amplia variedad de instrumentación y aplicaciones de medición. Las lentes de cilindro y varilla están disponibles para el afilado de vigas, la corrección del astigmatismo y la generación de líneas con láseres de diodos.

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