Asphericon准直平顶光束整形器调试中常见问题

我们根据客户光束整形器的实际使用情况和所产生的疑问列举了一些典型问题的答疑和解决方案，供Asphericon的用户参考和借鉴

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。