作者： 时间：2024-02-06
我们整理了一些在Asphericon准直平顶光束整形器调试中常遇到的问题和解决的方案，以供客户参考和借鉴。
Asphericon准直平顶光束整形器聚焦光斑是衍射极限光斑的多少倍？
根据工程师的模拟与计算，我们认为客户在尝试从TopShape上聚焦TopHat光束，这是不可能成功的。如下是一些尝试聚焦TopHat的图片，可以观察到许多同心环结构，导致TopHat光斑不均匀。
聚焦透镜安装在镜架上，并固定在TopShape后方约50毫米处的光学导轨上。对镜片进行对准以后，使用带有显微镜物镜的光束轮廓分析仪测量焦点的强度分布（见图1）。分析仪可以沿光轴移动，这样就可以在多个位置测量光强分布，从而将距离精确到±10um。在光束路径中有TopShape（左图）和没有TopShape（右图）的情况下都对焦点进行了测量，结果如图所示。
图1用于测量焦点的系统布局
Asphericon准直平顶光束整形器在焦平面，负离焦500微米和正离焦100和200微米都得不到平顶光，Asphericon准直匀化转换器不能带聚集镜使用。
为什么平顶光中间有一个很强的圆环解决不掉？
这是CNC车削加工的一个特点，加工到最后非球面的顶点不会去做特别多的流程，可能和其他部位的表面的车削工艺有点不一样，所以就会出现这样一个圆环，也就是类似于凹槽。总的来说就是镜片加工工艺的过程决定会有一个凹槽，我们通常是评估整体的均匀度。
为什么均匀性没有达到手册中所说的90%？
出厂时会对每个产品进行检测，一般都是用1064nm激光去测，得到>90%的均匀性。而均匀性和测试的波长，入射光准直度，入射光的直径以及光路对准有关。如下图入射光直径未达到较好的对准，有点倾斜，还是可以把入射光直径再吃对准一下，下图是TSM25-10-LD-C-1064准直匀化器的测试效果图，测试的波长是1550nm。
为什么入射光直径10mm时得不到最好的平顶光效果？
虽然Asphericon准直平顶光束整形器要求入射光直径是10mm，但是可允许输入光斑直径误差为± 10%，也就是说客户需要在入射光直径9-11mm之间进行微调，从而达到最好的平顶光效果。因为平顶效果受整个光路影响，必要时需要对入射光直径做微调以补偿其他的误差。
Asphericon准直平顶光束整形器LD理论上能否覆盖1550nm？
官网上波长的结果是拿Zemax模拟出来的，网站上波长的限制作了一些保守。实际上准直匀化转换器LD能达到波长能达到更长，有可能到2000nm。
光路中其他的元件的是否会对平顶光的效果产生影响？
比如后面经过一些棱镜，透镜等等是否会对非球面的平顶光效果产生影响吗？理论上不会影响上平顶光效果，如果后面的镜片的质量很好。此外平顶光的效果也和非球面的距离和镜片的质量有关。
Asphericon准直光束整形器维持平顶的距离可以比规格书上的距离长吗？
Asphericon准直平顶光束整形器维持平顶光的距离可达3米，一般来说在一定范围内的工作距离都能保持稳定的平顶光。如果工作距离超出一定的范围的，均匀性会变差一些。
还有一个特别值得客户注意的事，如果在平顶光束整形器后面用缩束器，维持平顶光的工作距离也会随之缩短。比如用一个平顶光1.5米工作距离的型号，在准直光束整形器后面用了3倍的缩束器，把平顶光的光斑大小缩小3倍，没有缩束之前在1.5米的工作距离都能维持平顶光，用了缩束后工作距离超过500mm均匀性变差，是因为缩束后工作距离也随之缩短。
注意点
1. Asphericon准直光束整形器入射光要保持准直，入射光直径10mm，允许在±10%内微调。
2.如果在准直匀化器后面用缩束器，维持平顶光的距离也会随之缩短。
3. Asphericon准直光束整形器不能在后面使用聚集镜，得不到平顶光。
