Vì ánh sáng đầu ra của diode laser' rất phân kỳ, nên nó yêu cầu sử dụng quang học chuẩn trực. Thấu kính phi cầu không gây ra quang sai cầu và thường chọn thấu kính phi cầu nếu chùm tia chuẩn trực nằm trong khoảng từ 1 đến 5 mm. Đây' là một ví dụ về các thông số kỹ thuật chính cần xem xét để chọn ống kính phù hợp cho một ứng dụng nhất định.
Thí dụ:
Diode laser được sử dụng: L780P010
Đường kính chùm tia chuẩn trực yêu cầu: Ø3 mm (trục dài)
Từ bảng thông số kỹ thuật của điốt laze L780P010, góc phân kỳ ngang và dọc điển hình lần lượt là 10 ° và 30 ° (FWHM), do đó chùm tia elip được tạo thành khi ánh sáng phân kỳ. Để thu được càng nhiều ánh sáng càng tốt trong quá trình chuẩn trực, góc phân kỳ lớn hơn (trong trường hợp này là 30 °) nên được sử dụng trong tính toán. Nếu bạn muốn biến một chùm hình elip thành một chùm tròn, hướng biến dạng của ánh sáng lăng kính chùm.
Ø=đường kính chùm
Θ=góc phân kỳ
Dựa trên thông tin trên, hãy sử dụng công thức sau để tính gần đúng tiêu cự của thấu kính:
Dựa trên tính toán này, hãy chọn thấu kính chuẩn trực thích hợp. Thorlabs cung cấp một số lượng lớn thấu kính phi cầu. Đối với ứng dụng này, thấu kính phi cầu bằng thủy tinh đúc với lớp phủ AR phủ B và tiêu cự 5,6 mm là lựa chọn lý tưởng.
Tiêu cự của thấu kính phi cầu C171TMD-B (đã lắp) hoặc 354171-B (chưa lắp) là 6,20 mm, do đó đường kính chùm tia chuẩn trực (trục dài) là 3,3 mm. Tiếp theo, xác định xem khẩu độ số (NA) của diode laser có nhỏ hơn Ống kính NA hay không:
0,30=NALens> NADiode ≈ sin (15 °)=0,26
Chúng tôi đang sử dụng đường kính chùm FWHM để mô tả đặc điểm của chùm ở đây. Tuy nhiên, thực tế sử dụng đường kính chùm 1 / e2 là lựa chọn tốt hơn. Đối với biên dạng chùm Gauss, đường kính 1 / e2 gấp khoảng 1,7 lần đường kính FWHM. Do đó, đường kính 1 / e2 có thể thu thập nhiều ánh sáng đầu ra diode laser hơn (cung cấp công suất lớn hơn) cũng như giảm thiểu nhiễu xạ trường xa (chặn ít ánh sáng tới hơn).
Theo nguyên tắc chung, NA thường được chọn lớn gấp đôi so với NA diode laser. Ví dụ: NA của A390-B hoặc A390TM-B là 0,53, cao hơn gấp đôi so với NA của một diode laser (0,26), vì vậy nó có thể được sử dụng cho diode laser này. Lưu ý rằng tiêu cự của các thấu kính này là 4,6 mm, do đó đường kính chùm trục dài chuẩn trực là khoảng 2,5 mm.
