ビームエキスパンダーコリメートレンズとも呼ばれます。最も一般的に使用されるビームエキスパンダーはガリレオ望遠鏡システムで、通常は負レンズと正レンズで構成され、2つのレンズは共焦点です。このタイプのビームエキスパンダーは、構造が簡単で、コストが低く、体積が小さいという利点があり、レーザーマーキングで広く使用されています。
通常、ビームの発散パラメータは、完全なガウス レーザー ビームの特性として考えられます。発散とは、光波が空間伝播の過程で特定の角度で広がることを意味します。完全に正常な光でも、回折効果によりビームの発散が発生します。回折とは、ブレードなどの不透明な物体によって光が遮断されたときに光が曲がる効果です。拡散は、切断端で放出される二次波面アレイから生成されます。これらの二次波と主波は互いに干渉し、ある時点で複雑な回折パターンを形成します。
最も一般的なタイプのガリレオ ビーム エクスパンダーはガリレオ望遠鏡に由来し、通常は入力凹レンズと出力凸レンズが含まれています。入力ミラーは、仮想焦点距離のビームを出力ミラーに伝送します。低倍率の一般的なビーム エクスパンダーは、そのシンプルさ、小型、低価格のため、この原理で製造されています。通常、球面位相差が小さく、波面変形と色消しが可能な限り小さくなるように設計されます。その制限は、高倍率での空間フィルタリングやビーム拡張に対応できないことです。
ケプラービームエキスパンダー望遠鏡は、空間フィルタリングや高倍率のビーム拡張が必要な場合に一般的に使用されます。ケプラー望遠鏡には通常、入力レンズとして凸レンズがあり、実際の焦点距離で焦点を合わせたビームを出力要素に送ります。また、最初のレンズの焦点に小さな穴を配置することで、空間フィルタリングを実現できます。
のレーザービームエキスパンダーには主に 2 つの用途があります。1 つはレーザー ビームの直径を拡大することです。2 つ目はレーザー ビームの発散角を小さくすることです。そのため、遠隔照明や投影、集束システムなどに使用されます。拡大されたビームの発散角は、拡大率に反比例して変化します。ビーム拡大なしのビームと比較して、ビーム拡大後のビームはより小さく焦点を合わせることができます。レーザー ビーム拡大コリメータの倍率は、ビーム径の倍率です。レーザーから出力されるレーザー ビームのスポット サイズと発散角の積は光学的に不変であり、ほぼ一定の値です。ウエスト半径が x 倍に拡大されると、発散角は元の 1/X に圧縮され、圧縮された発散角が実際にレーザーのコリメーションになります。ビーム品質はウエスト半径と発散角の積です。発散角が圧縮されると、ウエスト半径の増加に伴ってスポット サイズが大きくなります。レーザー マーカーは、フラット フィールド集束レンズと組み合わせて使用されることが多いです。