الليزر هو مصدر ضوء ذو طول موجي واحد. مع أداء التماسك الجيد. في مجال البحث العلمي والصناعة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات. تشير بصريات الليزر إلى العناصر والأجهزة البصرية المستخدمة في المسارات الضوئية داخل وخارج الليزر. على سبيل المثال ، مرايا التركيز بالليزر ، والمرايا ، وموسعات الأشعة ، ورؤوس القطع بالليزر. من أجل السماح للشركاء الصغار ، يمكنهم فهم التركيز بالليزر والتوازي للمفهوم بشكل حدسي.

التطبيق 1: تركيز شعاع الموازاة (آلة قطع المعادن بالليزر)

أولاً ، لنلقِ نظرة على تطبيق شائع جدًا يركز شعاع الليزر على تركيز صغير. لدينا شعاع ليزر نصف قطره y1 وزاوية تباعد θ1. يتم التركيز بواسطة عدسة ذات طول بؤري f. كما هو موضح ، لدينا θ2 = y1 / f. يخبرنا قانون الثوابت البصرية (y2θ2 = y1θ1) أن حاصل ضرب نصف قطر البقعة المركزة وزاوية التباعد ثابت ، لذلك يمكن الحصول على y2 = θ1f ، في آلة قطع المعادن بالليزر.

التطبيق 2: محاذاة الضوء من مصدر النقطة

ثانيًا ، محاذاة الضوء من مصدر ضوء صغير جدًا. عادة ما يشار إلى مصدر الضوء هذا على أنه مصدر نقطة. لكن في الواقع ، لا توجد نقطة مطلقة لمصدر الضوء ، فأي مصدر ضوء له حجم معين ، يجب مراعاته في الحساب. نصف قطر مصدر النقطة هو y1 وزاوية الانبعاث القصوى هي 1. إذا تم موازاة الضوء الصادر بعدسة ذات طول بؤري f ، فإن نصف قطر الحزمة الموازية التي تم الحصول عليها هو y2 = θ1f وزاوية التباعد هي θ2 = y1 / f ، في آلة القطع بالليزر المعدنية.

التطبيق 3: توسيع الشعاع

ثالثًا ، غالبًا ما يكون من الضروري توسيع شعاع الليزر. لتحقيق هذه الوظيفة ، يلزم وجود عدستين على الأقل. معظم موسعات شعاع الليزر مجلفنة وتتكون من عدسات موجبة وسالبة. نظرًا لعامل التمدد المنخفض ، يتم استخدام الهيكل البسيط والمضغوط على نطاق واسع ، موسع الحزمة عن طريق توسيع شعاع الليزر لتحقيق نقطة تركيز أصغر في آلة القطع بالليزر المعدنية.

التطبيق 4: التركيز على مصدر ضوء كبير الحجم

هذا التطبيق مشابه للتصوير البصري ، على عكس الاصطدامات والتركيز الذي تمت مناقشته أعلاه. مثال نموذجي هو تصوير عينة الفلورسنت لكاميرا CCD. الهيكل البصري الموضح في الشكل 4. يتم وضع حجم أكبر لمصدر الضوء ، نصف قطر y1 ، على مسافة من العدسة s1 ، والبعد البؤري للعدسة هو f ، والفتحة هي R.