1. बीम विस्तारक का संक्षिप्त परिचय
प्रकाश या लेजर बीम विस्तारक एक वैज्ञानिक उपकरण है जो समानांतर प्रकाश या लेजर के इनपुट बीम को एक बड़े आउटपुट बीम में विस्तारित कर सकता है। उपयोग के संदर्भ में, यह उपकरण एक दूरबीन के समान है और रैखिक दूरबीन किरणें या प्रिज्म किरणें उत्पन्न करता है, जैसे कि किरणें जो तब देखी जा सकती हैं जब प्रकाश क्रिस्टल के क्रिस्टल चेहरे से परावर्तित होता है। लेजर बीम विस्तारकों का उपयोग लेजर भौतिकी में लगभग दस वैज्ञानिक अनुप्रयोगों और माप के लिए उनकी आउटपुट किरणों में किया जाता है, जैसे कि लेजर माइक्रोमशीनिंग, सौर सेल स्लाइसिंग, रिमोट सेंसिंग और कई अन्य क्षेत्रों में वैज्ञानिक प्रयोग। वर्णिकता को प्रभावित किए बिना, उनके बीम आवर्धन जानबूझकर फ़ोकस करने से बचते हैं, जिससे सबसे छोटे अनुप्रयोगों (जैसे माइक्रोस्कोप) से लेकर सबसे बड़े खगोलीय मापों की अनुमति मिलती है। परिपक्व दूरबीन ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा विकसित, उनमें उच्च संप्रेषण और कम विरूपण होता है।
लेजर बीम एक्सपैंडर्स में उपलब्ध अधिकांश फ़ंक्शन मानक प्रवेश द्वारों के लिए उपयुक्त हैं, और तरंगदैर्ध्य की परवाह किए बिना सटीक बीम बनाए रख सकते हैं। लेजर बीम एक्सपैंडर्स पराबैंगनी स्पेक्ट्रम से प्रकाश को संसाधित कर सकते हैं, सभी दृश्यमान क्षेत्रों से गुज़र सकते हैं और अवरक्त क्षेत्र में प्रवेश कर सकते हैं, और दूरबीन की लंबाई को कम कर सकते हैं। वे कॉलम समायोजन नियंत्रण के साथ परिवर्तनीय और निश्चित आउटपुट कॉन्फ़िगरेशन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
कुछ पृष्ठभूमि के लिए, ऑप्टिकल दूरबीनें अग्निरोधी या परावर्तक होती हैं। अपवर्तक दूरबीनें प्रकाश को मोड़ने या अपवर्तित करने वाले लेंस के माध्यम से प्रकाश को अपवर्तित करती हैं, जबकि परावर्तक दूरबीनें प्रकाश को परावर्तित करने के लिए बड़े ऑप्टिकल लेंस का उपयोग करती हैं। लेजर बीम विस्तारक अनिवार्य रूप से एक दूरबीन है, और इसका सिद्धांत यह है कि बीम विचलन और बीम विस्तार अनुपात का एक ही कारक है। कम शक्ति वाला बीम विस्तारक गैलीलियो टेलीस्कोप डिज़ाइन पर आधारित है, जिसमें नकारात्मक इनपुट और सकारात्मक आउटपुट लेंस समूह हैं। हालाँकि, केपलर टेलीस्कोप डिज़ाइन भी हैं, जिनमें बीच में एक पिनहोल फ़ोकसिंग लेंस और दो सकारात्मक लेंस होते हैं, जो बहुत लंबे और स्केलेबल होते हैं।
लेजर बीम एक्सपैंडर्स के डिजाइन द्वारा उत्पादित इमेज लेंस और ऑब्जेक्टिव लेंस का स्थान केप्लर टेलीस्कोप के विपरीत है। इनपुट बेलनाकार बीम लेंस के बीच एक बिंदु पर केंद्रित है, जहां लेजर गर्मी जमा होती है और हवा को गर्म करती है, जिससे वेवफ्रंट विरूपण होता है। इसलिए, विरूपण को रोकने के लिए आमतौर पर गैलीलियो डिजाइन को प्राथमिकता दी जाती है। चूंकि लेजर बीम एक्सपैंडर्स सेट एक्सपैंडर्स पावर के साथ लेजर इनपुट को बढ़ाएगा, इसलिए यह उसी पावर के साथ आउटपुट पर बीम के विचलन को कम करेगा, और अधिक दूरी पर, बेलनाकार बीम छोटा होगा।
2. बीम विस्तारक का डिज़ाइन
बीम एक्सपेंडर में तथाकथित हाइब्रिड आउट-ऑफ-कैविटी ऑप्टिकल डिज़ाइन मानक बीम एक्सपेंडर के बाद एक उत्तल लेंस का उपयोग करता है। इसका आकार मानव आँख की वक्रता के समान है, जिसके परिणामस्वरूप एकाधिक प्रिज्म प्रभाव होता है। इन विस्तारित किरणों को लंबी दूरी तक उत्सर्जित किया जा सकता है, लेकिन जब एक कोण से देखा जाता है, तो वे बहुत पतले दिखाई देते हैं। इन लाइन रोशनी का उपयोग ऑप्टिकल और इंजीनियरिंग मेट्रोलॉजी माप के लिए इंटरफेरोमेट्रिक प्रक्रियाओं में किया जाता है। इनका उपयोग परमाणु, कण और प्लाज्मा भौतिकी में भी किया जाता है।