固体激光器参数介绍——发散角是什么？如何测量计算？
作者：Huaray
更新时间：2024-03-26
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固体激光器中光束发散角用于衡量光束从腰部向外发散的速度。在自由空间光通信的应用中，需要非常低的光束发散角。发散角很小的光束，如光束半径接近长传输距离的常数，称为准直光束。
固体激光器由于波动性，光束中的一些发散是不可避免的（假设光在各向同性介质中传输）。聚焦光束的发散角更大。如果光束的发散角远远大于物理决定的发散角，那么光束的质量就很差。
目前，国家标准GB13739-2011《激光束宽度、发散角测试方法及横模鉴定方法》中明确说明了激光光速发散角的测试方法。
测试原理：激光束宽度或光束直径通过聚焦元件的焦平面测试确定光束的发散角。但聚焦镜头后的腰部不在聚焦投机的后焦表面，应标记聚焦镜头和焦距和平面位置。
测试过程：通过激光束宽度测试方法，将激光束宽度和直径数据转换为无像差聚焦元件，以聚焦元件的后焦平面为测量面。
测试结果角按以下公式计算：
发散角=焦平面上的光束宽度/聚焦透镜的焦距；
发散角=焦平面的光束直径/聚焦透镜的焦距；
以下是常规激光束宽度的测试方法：
阵列探测器采集图像法（CCD）
采集图像的扫描检测方法
激光束宽度测量很难找到合适的阵列探测器。在功率探测器前放置一个针孔，形成采样探针。光束的功率密度分布也可以通过探针对光束进行二维扫描和采样来获得。
其他激光束宽度替代方法也有：可变孔径试验方法；移动刀口试验方法；移动狭缝试验方法。
以上固体激光器的发散角测试为理论基础，在实际操作中可能存在少量误差；
