موسع الشعاع

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

موسعات الحزمة هي أجهزة بصرية تأخذ حزمة ضوئية متوازية وتوسع عرضها (أو، عند استخدامها بشكل عكسي، تقلل عرضها).

في فيزياء الليزر، تُستخدم هذه العناصر إما داخل تجويف الليزر أو خارجه. وقد تكون تلسكوبية أو موشورية. وعمومًا، تستخدم موسعات الحزمة الموشورية عدة موشورات وتُعرف باسم موسعات الحزمة متعددة الموشورات.

تشمل موسعات الحزمة التلسكوبية التلسكوبات الكاسرة والتلسكوبات العاكسة . [ 1 ] يُعد التلسكوب الجاليلي من التلسكوبات الكاسرة الشائعة الاستخدام ، حيث يعمل كموسع حزمة بسيط للضوء المتوازي . وتتمثل الميزة الرئيسية لتصميم جاليليو في أنه لا يُركز الحزمة المتوازية في نقطة واحدة، مما يجعل تجنب التأثيرات المرتبطة بكثافة الطاقة العالية، مثل الانهيار العازل، أسهل مقارنةً بتصاميم التركيز مثل التلسكوب الكبلري . عند استخدامها كموسعات حزمة داخل تجويف الرنين الليزري، توفر هذه التلسكوبات توسيعًا ثنائي الأبعاد للحزمة في نطاق 20-50. [ 1 ]

في رنانات الليزر القابلة للضبط، يُضيء تمدد الشعاع داخل التجويف عادةً كامل عرض محزز الحيود . [ 2 ] وبالتالي، يُقلل تمدد الشعاع من تباعده، ويُمكّن من انبعاث خطوط طيفية ضيقة للغاية. [ 3 ] وهي ميزة مرغوبة في العديد من التطبيقات التحليلية، بما في ذلك مطيافية الليزر. [ 4 ] [ 5 ]

موسعات شعاع متعددة الموشور

مذبذب ليزر قابل للضبط ذو نبضات طويلة يستخدم موسع شعاع متعدد الموشورات [ 6 ]

كان إسحاق نيوتن أول من وصف استخدام الموشورات كموسعات للشعاع وفي مصفوفات متعددة الموشورات. [ 7 ] [ 8 ] عادةً ما تستخدم موسعات الشعاع متعددة الموشورات من اثنين إلى خمسة موشورات لتحقيق معاملات توسيع شعاع أحادية البعد كبيرة. وقد نُشرت في الأدبيات العلمية تصاميم قابلة للتطبيق على الليزر القابل للضبط بمعاملات توسيع شعاع تصل إلى 200. [ 3 ] في البداية، استُخدمت تكوينات محززات الموشورات المتعددة في ليزرات الصبغة السائلة ذات عرض الخط الطيفي الضيق [ 1 ] [ 9 ]، ولكن تم اعتمادها لاحقًا في تصميمات ليزرات الغاز والحالة الصلبة وليزر الثنائيات. [ 3 ] يُعرف الوصف الرياضي المعمم لموسعات الشعاع متعددة الموشورات، الذي قدمه إف جيه دوارتي ، [ 10 ] بنظرية تشتت الموشورات المتعددة . [ 1 ] [ 3 ]

يمكن أيضًا وصف موسعات ومصفوفات الحزم متعددة الموشورات باستخدام مصفوفات نقل الأشعة . [ 11 ] كما تتوفر نظرية التشتت متعددة الموشورات في شكل مصفوفة 4 × 4. [ 3 ] [ 12 ] تنطبق معادلات المصفوفة هذه على كلٍ من ضواغط نبضات الموشورات وموسعات الحزم متعددة الموشورات. [ 3 ]

تشكيل الشعاع ذي التجويف الإضافي

محولات الحزمة الهجينة ذات التجويف الخارجي: باستخدام موسع حزمة تلسكوبي، متبوعًا بعدسة محدبة، ثم موسع حزمة متعدد الموشورات، يمكن تحويل شعاع ليزر (ذي مقطع عرضي دائري) إلى شعاع ممتد للغاية في مستوى الانتشار، بينما يكون رقيقًا للغاية في المستوى العمودي عليه. [ 3 ] [ 13 ] يُغني هذا النوع من الإضاءة المستوية، ذو المقطع العرضي شبه أحادي البعد (أو الخطي)، عن الحاجة إلى المسح نقطة بنقطة، وقد أصبح مهمًا لتطبيقات مثل قياس التداخل ذي الشقوق المتعددة ، وقياس الكثافة المجهرية ، والمجهر . يُعرف هذا النوع من الإضاءة أيضًا في المراجع العلمية باسم إضاءة الصفيحة الضوئية أو الإضاءة المستوية الانتقائية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 دوارتي، إف جيه (1990). "مذبذبات ليزر الصبغة النبضية ذات عرض الخط الضيق". في دوارتي، إف جيه؛ هيلمان، إل دبليو (محرران). مبادئ ليزر الصبغة . دار النشر الأكاديمية . ISBN 978-0-12-222700-4.
  2. ↑ هانش، ت. و. (1972). "ليزر صبغي قابل للضبط بنبضات متكررة لتحليل طيفي عالي الدقة" . البصريات التطبيقية . 11 (4): 895-898 . Bibcode : 1972ApOpt..11..895H . doi : 10.1364/AO.11.000895 . PMID 20119064 . 
  3. 1 2 3 4 5 6 7 دوارتي، إف جيه (2015). بصريات الليزر القابلة للضبط ( الطبعة الثانية). مطبعة سي آر سي . رقم ISBN  978-1-4822-4529-5.
  4. ^ ديمترودر، دبليو (2007). Laserspektroscopie: Grundlagen und Techniken (باللغة الألمانية) ( الطبعة الخامسة). سبرينغر . رقم ISBN  978-3-540-33792-8.
  5. ↑ ديمترودر، و. (2008). مطيافية الليزر، المجلد 1: المبادئ الأساسية ( الطبعة الرابعة). سبرينغر . ISBN  978-3-540-73415-4.
  6. ↑ دوارتي، فرانسيسكو جيه؛ تايلور، ترافيس إس؛ كوستيلا، أنجيل؛ غارسيا-مورينو، إنماكولادا؛ ساستر، روبرتو (1998). "مذبذب ليزر صبغي صلب ذو نبضات طويلة وعرض خط طيفي ضيق". البصريات التطبيقية . 37 (18): 3987-3989 . Bibcode : 1998ApOpt..37.3987D . doi : 10.1364/ao.37.003987 . PMID 18273368 . 
  7. ↑ دوارتي، إف جيه (2000-05-01). "نيوتن، والموشورات، و"البصريات" في الليزر القابل للضبط" . أخبار البصريات والفوتونيات . 11 (5): 24. doi : 10.1364/OPN.11.5.000024 . ISSN 1047-6938 . 
  8. ↑ دوارتي، فرانك ج. (2003). بصريات الليزر القابلة للضبط . أمستردام، بوسطن: دار النشر الأكاديمية إلسيفير. الصفحات 57-58 . ISBN  978-0-12-222696-0.
  9. ↑ دوارتي، إف جيه؛ بايبر، جيه. (1980). "موسع شعاع مزدوج الموشور لأشعة الليزر الصبغية النبضية". اتصالات البصريات . 35 (1): 100-104 . Bibcode : 1980OptCo..35..100D . doi : 10.1016/0030-4018(80)90368-5 .
  10. ↑ دوارتي، إف جيه؛ بايبر، جيه. (1982). "نظرية التشتت لموسعات الحزمة متعددة الموشورات لأشعة الليزر الصبغية النبضية". اتصالات البصريات . 43 (5): 303-307 . Bibcode : 1982OptCo..43..303D . doi : 10.1016/0030-4018(82)90216-4 .
  11. ↑ دوارتي، إف جيه (1989). "تحليل مصفوفة نقل الأشعة لمذبذبات ليزر الصبغة متعددة الموشورات". الإلكترونيات البصرية والكمية . 21 (1): 47-54 . Bibcode : 1989OQEle..21...47D . doi : 10.1007/BF02199466 . S2CID 122811020 . 
  12. ↑ دوارتي، إف جيه (1992). "تشتت الموشورات المتعددة ومصفوفات نقل الأشعة 4×4". الإلكترونيات البصرية والكمية . 24 (1): 49-53 . Bibcode : 1992OQEle..24...49D . doi : 10.1007/BF01234278 . S2CID 121055172 . 
  13. ↑ دوارتي، إف جيه (1991). "الفصل 2". ليزرات الصبغة عالية الطاقة . سبرينغر-فيرلاغ . ISBN 978-0-387-54066-5.