变形棱镜

由于二极管中有源区的矩形形状，大多数激光二极管产生在X和y轴上具有不同发散角的椭圆形光束 (图1)。这在许多应用中通常是有害的，因为与圆形光束相比，椭圆形光束将具有更大的聚焦光斑尺寸。较大的光斑尺寸导致焦点处较低的辐照度 (每单位面积的辐射通量)，这可能需要较高的功率输入到激光器。变形棱镜对对于使椭圆光束圆形化特别有用。

变形棱镜对由两个直角棱镜组成，用于对激光束进行整形。它们最常用于将椭圆形光束转换为圆形轮廓，但它们也可以产生各种尺寸的其他椭圆形光束轮廓。整形背后的光学原理是折射。光在一个方向或轴上弯曲，而另一个轴保持不变 (图2)。这补偿了光束的原始发散差异。

虽然单个棱镜可以改变一个轴上的光束半径，但它也会改变光束方向。需要一对棱镜来控制光束的椭圆率，同时保持其原始传播方向 (图2)。然而，使用变形棱镜对需要精确的角度对准。虽然不是必需的，但以布鲁斯特角定向一个棱镜是有益的，因为它是p偏振光不被反射的入射角。棱镜的另一表面应垂直于入射光束，且应涂覆有抗反射 (AR) 涂层以获得最大处理量。这种精确的测量是客户最常购买它们作为预对齐对的原因。

高端二极管通常具有内置在激光头中的变形棱镜对，用于光束循环。然而，许多低成本二极管不这样做。购买没有集成棱镜对和单独的变形棱镜对的二极管的成本通常低于更昂贵的二极管的成本。

与柱面透镜的比较

柱面透镜仅在一个方向上具有光功率，并且通常也用于使椭圆光束圆化 (图3)。柱面透镜通过聚焦或改变波前曲率来操纵光。因此，变形棱镜在低波前畸变的应用中具有优势。

柱面透镜比安装的变形棱镜对提供更多的自由度，使得它们更难以对准。柱面透镜可能会倾斜，使棱镜在沿独立轴对齐时更加宽容。还必须密切注意柱面透镜的焦距，以确保它们与二极管输出的距离正确，以产生准直的圆形光束。安装变形棱镜对更加用户友好。

它们与固定的扩展能力预先对齐，因此您不需要像使用柱面透镜那样自己定位和组装它们。只有一个轴，棱镜必须独立对齐，因为您只需将棱镜滑入光束路径。这消除了额外的对准步骤，并节省了用户的时间和潜在的挫折。变形棱镜对相对于入射激光束的物理位置也较不敏感。

但是，柱面透镜的额外自由度使它们具有更大的灵活性，这在研究应用和原型设计中可能很有用。它们还可以提供比变形棱镜对更高的透射率，特别是当使用AR涂层时。光通过柱面透镜中较少的材料，并且p偏振光如果以布鲁斯特角使用棱镜，则t将丢失。

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