激光扩束镜
激光扩束镜选择指南
激光扩束器选择指南 消色差系列伽利略式激光扩束镜高功率系列伽利略式激光扩束镜低功率系列伽利略式激光扩束镜可变倍率系列伽利略式激光扩束镜紫外波段伽利略式激光扩束镜大光束大倍率开普勒式激光扩束镜消色差系列伽利略式激光扩束镜该设计使用一片平-凹单透镜来提供所需的发散度，以及经过优化设计的空气间隔透镜组来平衡像差和重准直光束。
调节单透镜控制发散透镜的调节，分度为50微米。
所有的设计均提供A （400-650纳米），B（650-1050纳米）或C（1050-1620纳米）宽带增透膜。
● 降低光束发散度● 提供衍射极限性能,引入的波前误差小于λ/4 ● 光洁度:20-10 ● 增透膜: R avg < 0.5% ● 抗损伤阈值:100W/cm 2CW2倍伽利略式扩束器ItemInput BeamCoating(nm)ThreadPrice(RMB ) BE02M-A Ø8mm 350 - 6501.035”-40¥2240 BE02M-B Ø8mm 650 - 10501.035”-40¥2240 BE02M-CØ8mm1050 - 16201.035”-40¥2240典型波前畸变网格线图3倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE03M-AØ8mm 350 - 650 1.035”-40 ¥2650 BE03M-BØ8mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥2650 BE03M-CØ8mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥26505倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE05M-AØ4.5mm 350 - 650 1.035”-40 ¥2820 BE05M-BØ4.5mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥2820 BE05M-CØ4.5mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥282010倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE10M-AØ3.5mm 350 - 650 1.035”-40 ¥3048 BE10M-BØ3.5mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥3048 BE10M-CØ3.5mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥304815倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE15M-AØ3.0mm 350 - 650 1.035”-40 ¥3336 BE15M-BØ3.0mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥3336 BE15M-CØ3.0mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥3336高功率系列伽利略式激光扩束镜恒兢科技高功率系列激光扩束镜通过对第一入射面采用凸面设计,使入射光的回波反射无法会聚,以避免对其他元件的损伤。
激光扩束镜结构
激光扩束镜结构激光扩束镜是一种常见的光学元件，用于调整激光束的直径和扩束角度。
它由两个主要部分组成：透镜和反射镜。
透镜用于调整激光束的直径，而反射镜用于调整激光束的扩束角度。
激光扩束镜的透镜通常是凸透镜，它具有向外凸起的形状。
当激光束通过透镜时，透镜会将光线聚焦到一个点上，这可以减小激光束的直径。
透镜的曲率半径和直径决定了光线的聚焦程度。
较小的曲率半径和较大的直径将导致更大的扩束角度，而较大的曲率半径和较小的直径将导致更小的扩束角度。
激光扩束镜的反射镜通常是平面镜或曲面镜。
平面镜可以改变激光束的方向，而曲面镜可以改变激光束的扩束角度。
曲面镜通常是凸面镜或凹面镜。
凸面镜会使激光束扩束，而凹面镜会使激光束聚束。
反射镜的选择取决于需要调整的激光束特性。
激光扩束镜的结构可以是单透镜结构或双透镜结构。
单透镜结构包括一个透镜和一个反射镜，它们组合在一起以实现激光束的扩束。
双透镜结构包括两个透镜和一个反射镜，透镜和反射镜交替排列以实现更精确的扩束控制。
激光扩束镜的设计需要考虑许多因素，包括所需的扩束角度、激光束直径和波长等。
此外，材料的选择也很重要，因为不同的材料对激光束的传输和扩束特性有不同的影响。
激光扩束镜在许多应用中发挥着重要的作用。
例如，它们可以用于激光切割、激光打标和激光焊接等工艺中，以调整激光束的特性，使其适应特定的加工需求。
此外，激光扩束镜还可以用于激光通信和激光雷达等领域，以实现远距离的光信号传输和探测。
激光扩束镜是一种重要的光学元件，用于调整激光束的直径和扩束角度。
它由透镜和反射镜组成，可以采用单透镜结构或双透镜结构。
激光扩束镜的设计需要考虑多个因素，并在各种应用领域中发挥着关键作用。
激光准直扩束镜波前差的ptv值
激光准直扩束镜波前差的ptv值
对于激光扩束镜，有两种经典的结构，一种是开普勒型，一种是伽利略型。
对于激光扩束镜而言，优先使用伽利略型。
设计一个在波长$\lambda$=0.6382μm下操作的激光扩束器，光束输入直径为5mm，输出直径为25mm，输入输出均为准直光，系统总长不超过250mm。
在实际的使用过程中，希望镜头的扩束效果比较好，所以在激光扩束后，波前差的PTV值小于$\lambda$/10。
PTV值是指峰值到谷值的光程差，激光扩束镜波前差的PTV值越小越好。
在实际应用中，设计人员可以根据具体的应用场景和需求，选择合适的激光扩束镜，并对其进行优化设计，以获得更好的扩束效果。
激光扩束镜选择指南
激光扩束镜选择指南激光扩束镜是一种用于控制和调节激光光束直径的光学元件。
随着激光技术的广泛应用，激光扩束镜的选择变得越来越重要。
本文将从激光波长、光束直径、材料选择、镜面质量等多个方面，为您提供一份激光扩束镜的选择指南。
1. 激光波长：激光波长是选择激光扩束镜的关键因素之一、不同波长的激光会对材料产生不同的影响，因此需要根据激光的波长来选择合适的激光扩束镜。
常见的激光波长包括红色（650nm）、绿色（532nm）、蓝色（445nm），对应的激光扩束镜也有所不同。
2.光束直径：激光扩束镜的主要功能是调节光束的直径。
光束直径是激光技术中一个重要的参数，它决定了激光束的聚焦能力和传输效率。
根据实际需要，选择合适的光束直径，可以提高激光系统的性能和稳定性。
3.材料选择：激光扩束镜通常由光学玻璃、石英和金属等材料制成。
不同材料具有不同的光学性能。
例如，光学玻璃具有较好的透光性和耐热性，适用于大多数常见的激光波长。
而石英具有优秀的耐热性和耐化学性，适用于高功率激光器系统。
4.镜面质量：激光扩束镜的镜面质量直接影响光束的质量。
在选购激光扩束镜时，要选择具有高表面质量和小表面粗糙度的镜面。
这样可以减少激光束透射和反射时的损耗，提高激光束的质量和传输效率。
5.环境适应性：激光扩束镜通常用于工业和科研领域，工作环境复杂多变。
因此，在选择激光扩束镜时，要考虑其适应不同工作环境的能力。
例如，工业应用通常需要耐高温、耐振动和防护等特性，而科研应用可能需要更高的准确性和稳定性。
6.成本效益：激光扩束镜的成本也是选择的重要因素之一、根据不同的应用需求，选择合适的激光扩束镜，既要满足技术要求，又要符合预算限制。
因此，要充分考虑成本和性能的平衡，选择性价比较高的激光扩束镜。
综上所述，选择适合的激光扩束镜需要考虑多个因素，包括激光波长、光束直径、材料选择、镜面质量、环境适应性和成本效益等。
只有综合考虑这些因素，才能选择到最合适的激光扩束镜，提高激光技术的应用效果。
光学设计实例-双胶合透镜非球面单透镜激光扩束镜
8次系数，所得结果存在高级彗差，再改初值（半径和Conic）产生反向初级彗差与
之平衡，再重复上述过程。
4
优化实例（3） ：优化结果
5
优化实例（3）
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优化实例（3）
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优化实例（3）
8
主要内容
• 光学设计软件ZEMAX简介 • 优化实例
1-单透镜 2-双胶合透镜 3-非球面单透镜 4-激光扩束镜 5-显微镜物镜 6-双高斯照相物镜
3
2
优化实例（2） --优化结果
3
优化实例（3）
非球面单透镜：f’=60，D/f’=1:1, 2 =±1°
利用非球面可以准确校正球差，透镜弯曲可校正彗差， 形成大孔径小视场光学系统。 简单采用Default merit Function做优化，一般得不到结果，为此先通过AnalysisAberration coefficients-Seidel coefficients, 即初级像差计算得到适当的校正S2的半
11
实例4 激光扩束镜的设计
消色差设计结果
工作波长1053nm下的像质
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实例4 激光扩束镜的设计
补偿镜设计结果
工作波长1053nm下的像质
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实例4 激光扩束镜的设计
补偿镜设计结果
检验波长632.8nm下的像质
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• 公差计算
9
实例4 激光扩束镜的设计
目的 工作波长与检验波长不同时，如何设计补偿光路以完 成系统检验。 方法
1）消色差设计：使光学系统在工作波长与检验波长下的位置重合 优点：最佳选择，但有时不一定能设计出来，或使系统复杂化。 2）加平行平板：在工作波长下完成设计后，在两个镜组之间加入一 块适当厚度的平板，使其在检验波长下的像质优于衍射极限。 优点：结构简单，易操作。 因为平板可以放在任何地方，检验光路的像质与平板距前 后镜组的距离无关。 3）加补偿透镜：在工作波长下完成设计后，在准直（大口径）镜组 外侧加入一块适当结构的透镜，使其在检验波长下的像质优于衍 射极限。 不足：透补偿镜与准直镜组的距离、同心度会影响检验光路的 像质。 4）检验合格后，拿掉补偿镜即达到在工作波长满足要求的光学系统。
扩束镜的原理及应用
扩束镜的原理及应用1. 引言扩束镜是一种光学器件，它通过合理设计的光学透镜系统，可以将发散光束聚焦成平行光束或收敛光束。
扩束镜具有广泛的应用领域，包括激光器、光纤通信、医疗器械等。
本文将介绍扩束镜的原理和一些常见的应用。
2. 扩束镜的原理扩束镜的原理基于凸透镜的折射原理和光具系统的成像原理。
当光线从空气进入玻璃等折射率较大的介质时，会发生折射现象。
凸透镜的形状可以使得光线在透镜内部发生折射后会收敛或者聚焦到一个特定的焦点上。
扩束镜通常由一个凸透镜和一个凹透镜组成。
凸透镜负责将发散光束聚焦，而凹透镜负责将聚焦光束再次扩散为平行光束。
扩束镜的原理可以用以下步骤来解释： - 发散光束进入扩束镜系统时，凸透镜对光线进行折射，使光线向中心聚焦。
- 凹透镜接收凸透镜的聚焦光束，并使光束再次扩散为平行光束。
3. 扩束镜的应用3.1 激光器扩束镜在激光器系统中起着重要作用。
激光器发出的激光光束通常是发散的，而应用领域中往往需要平行光束或收敛光束。
扩束镜可以将发散的激光光束聚焦成平行光束，使得激光能够更好地传输和利用。
3.2 光纤通信光纤通信是一种通过光纤传输信息的技术，而光纤传输中的光束也需要扩束镜进行调整。
扩束镜可以将从光纤中发出的发散光束聚焦成平行光束，从而提高光纤通信的传输效率。
3.3 医疗器械在医疗器械中，使用光学技术进行诊断和治疗已经成为常见的方法。
扩束镜可以在医疗器械中起到对光束进行聚焦或扩散的作用。
例如，在激光手术中，扩束镜可以将激光光束聚焦到需要治疗的部位，从而实现精确的治疗。
3.4 显微镜显微镜是生物学、物理学等领域中常用的实验设备，它可以放大微小的物体或样本。
在显微镜中，扩束镜可以用于调整光路，以获得清晰的视野和高分辨率的图像。
3.5 摄影和摄像在摄影和摄像领域，扩束镜可以用于对光线进行调整，以获得所需的拍摄效果。
例如，在望远镜中，扩束镜可以将远处物体的发散光束聚焦成平行光束，使得观察者能够得到清晰的图像。
激光扩束镜结构
激光扩束镜结构激光扩束镜是一种用于调整激光光束直径的光学元件。
它通常由一个具有一定曲率的球面镜面组成。
激光扩束镜结构的设计和制造对于激光器的性能和应用具有重要影响。
一般而言，激光扩束镜由两个主要部分组成：球面镜面和支撑结构。
球面镜面是调整激光光束直径的关键部分，它通常由光学玻璃或光学晶体制成。
球面镜面的曲率决定了光束扩束的方式，不同的曲率可以实现不同的扩束效果。
支撑结构则是用于固定和支撑球面镜面的部分，它通常由金属或塑料材料制成，具有足够的刚度和稳定性。
在激光扩束镜结构中，球面镜面的形状和曲率是关键因素。
一般来说，球面镜面可以分为凸面镜和凹面镜两种类型。
凸面镜具有正的曲率，可以将激光光束聚焦到一个点上，实现光束的收束。
而凹面镜则具有负的曲率，可以将激光光束扩散开来，实现光束的扩束。
根据需要，激光扩束镜可以选择不同曲率的球面镜面来实现不同的扩束效果。
在激光扩束镜结构中，还可以通过调整球面镜面的位置来进一步调整光束的直径。
通过改变球面镜面与光源之间的距离，可以改变光束的扩束或聚束效果。
例如，将球面镜面与光源距离缩小，可以实现光束的扩束；而将球面镜面与光源距离增大，则可以实现光束的聚束。
除了球面镜面和支撑结构，激光扩束镜结构中还可能包括其他辅助部件，如调节装置和冷却系统等。
调节装置可以用于微调球面镜面的位置和角度，以便实现更精确的光束扩束效果。
冷却系统则可以用于控制激光扩束镜的温度，以确保其稳定性和性能。
激光扩束镜结构是由球面镜面和支撑结构组成的光学元件。
通过调整球面镜面的形状、曲率和位置，激光扩束镜可以实现不同的光束扩束效果。
激光扩束镜的设计和制造对于激光器的性能和应用具有重要影响，因此在实际应用中需要根据具体需求进行选择和优化。
激光扩束镜原理讲解
激光扩束镜原理讲解
首先，激光束经过一个凹透镜，这个透镜被称为聚焦透镜。
聚焦透镜
具有凸透镜的形状，当激光束通过透镜时，光束的入射角度被改变，导致
光束偏离原始路径。
根据折射定律，入射角和折射角之间的关系可以描述为：sinθ1/sinθ2 = n1/n2，其中θ1和θ2分别是入射角和折射角，
n1和n2是介质的折射率。
通过选择适当的折射率，我们可以将激光束偏
离原始路径。
然后，偏离的激光束经过一个反射镜。
反射镜通常是一个倾斜的平面
镜或曲面镜。
当光束垂直入射到镜子上时，它会沿着相同的路径反射。
但是，当光束以斜角入射时，光束的反射角度也会发生变化。
通过调整反射
镜的位置和角度，我们可以进一步调节光束的方向和直径。
最后，反射后的激光束再经过透镜。
这个透镜被称为发散透镜，它具
有凹透镜的形状。
与聚焦透镜相反，发散透镜会导致光束向外展开，直径
变大。
通过选择适当的透镜，我们可以控制光束的直径和发散的程度。
通过使用聚焦透镜、反射镜和发散透镜的组合，激光扩束镜可以将一
个窄束的激光扩展为一个较大直径的激光束。
通过调整元件的位置和角度，我们可以控制激光束的直径和发散的程度。
这在许多应用中都是非常重要的，例如激光切割、激光打标和激光照明等。
总结起来，激光扩束镜的原理是基于折射和反射的原理。
通过使用聚
焦透镜、反射镜和发散透镜的组合，可以将一个窄束的激光扩展为一个较
大直径的激光束。
这种机制允许我们控制激光束的直径和发散的程度，从
而满足各种应用的需求。
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新加坡新特光电技术有限公司
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(3) 高功率二氧化碳激光扩束镜
A: CBE 系列高功率二氧化碳扩束镜
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（2）可调型扩束镜
可调型扩束镜专为具有较大的发散角度的激光扩束所设计。通过调整扩束镜片间距离，在一定范围内可 以消除发散角度的影响从而获得经扩束的准直性良好的激光束。当入射激光具有较大发散角时，逐渐加 大镜片之间的距离，在一定的位置即可获得准直激光束。
距离测量效果；通过扩束镜能改变光束直径以便用于不同的光学仪器设备；扩束镜配合空间滤光片使用
则可以使非对称光束分布变为对称分布，并使光能量分布更加均匀。
最通用的扩束镜起源于伽利略望远镜，通常包括一个输入负透镜和一个输出正透镜。输入镜将一个
虚焦点光束传送给输出镜，两个透镜是虚共焦结构。一般小于 20 倍的扩束镜都用该原理制造，因为它简
固定型直筒扩束镜：有圆柱连接和螺纹连接两种用的是进口硒化锌材料
型号
BEST-10.6-2Z BEST-10.6-2ZM BEST-10.6-2.5Z BEST-10.6-2.5ZM BEST-10.6-3Z BEST-10.6-3ZM BEST-10.6-4Z BEST-10.6-4ZM BEST-10.6-5Z BEST-10.6-5ZM
B: SBE系列高功率二氧化碳扩束镜
SBE系列扩束镜适合于2mm至12mm激光束直径、激光功率高达1kW的应 用，调焦范围从-10m、无穷到+1.6m，出厂设置为从无穷到+2m，所有型 号的扩束镜外形是一样的。调焦时聚焦镜片是线形移动，并且没有旋转， 避免了在调焦中因镜片转动产生的不同轴和光束强度分布的变化。在光路 中使用该扩束镜后，光束质量在很长一段光程都是相同的，所以他们特别 适合大面积激光切割机。
扩束 倍数
2 2 2.5 2.5 3 3 4 4 5 5
总长 L(mm)
30 30 40 40 50 50 69.7 69.7 89.8 89.8
筒外径 D(mm)
24 24 24 24 24 24 31 31 31 31
l (mm)
6 6 6 6 6
最大入射光 直径 (mm)
7 7 5.6 5.6 5.3 5.3 5.75 5.75 4.6 4.6
最大输出光 直径 (mm)
14 14 14 14 16 16 23 23 23 23
固定型喇叭筒扩束镜：有圆柱连接和螺纹连接两种，进口硒化锌材料。
连接方式 (mm)
φ24 M22x0.75
φ24 M22x0.75
φ24 M22x0.75
φ31 M22x0.75
φ33 M22x0.75
型号
BEST-10.6-2ZL BEST-10.6-2ZLM BEST-10.6-2.5ZL BEST-10.6-2.5ZLM BEST-10.6-3ZL BEST-10.6-3ZLM BEST-10.6-4ZL BEST-10.6-4ZLM
l (mm)
最大入射 光直径 (mm)
BEST-10.6-2ZTL
2
40
24
8
7
BEST-10.6-2ZTLM
2
46
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6
7
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2.5
50
24
8
5.6
BEST-10.6-2.5ZTLM 2.5
56
24
6
5.6
BEST-10.6-3ZTL
3
60
24
8
5.3
BEST-10.6-3ZTLM
可调型直筒扩束镜：有圆柱连接和螺纹连接两种，进口硒化锌材料。
型号
扩束倍 总长 L 外径 D 数 （mm） （mm）
l (mm)
最大入射 光直径 (mm)
BEST-10.6-2ZT
2
40
24
8
7
BEST-10.6-2ZTM
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6
7
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2.5
50
24
8
5.6
BEST-10.6-2.5ZTM 2.5
新加坡新特光电技术有限公司 从(4)至(7)式可以看出，扩束倍数和准直倍率不仅与扩束镜的参数有关，还与激光束参数和扩束镜透 镜的位置有关。扩束镜的功能是降低激光束的发散角，进而使激光器聚焦光斑更小。 我 公 司 生 产 和 销 售 的 扩 束 镜 主 要 有 三 种 ： CO2 激 光 扩 束镜 (10.6μm) 、 Nd:YAG 激 光 扩 束 镜 (1064nm、532 和 355nm) 和 HeNe 激光扩束准直镜（633nm）。根据客户需要，也可以供应其它波长的 扩束镜。
单、体积小、价格也低。尽可能的该扩束镜设计成小的球面相差、低的波前变形和消色差。它的局限性
在于不能容纳空间滤波或者进行大倍率的扩束。
如右图所示，输入镜将入射的激光束聚焦在
前焦平面上（虚焦点），新的束腰ω′0 和发散角θ′ 为
ω0′
=
f1λ πω
(1)
和
θ ′ = 2λ
(2)
πω ′0
ω(l) = ω 0
扩束倍数
1.3 1.6 2 2.5 3 3.5 4 5 6 7 8 10 12
入射通光口径
12.5mm 12.5mm 12.5mm 12.5mm 12.5mm 12.5mm 12.5mm 12.5mm 12.0mm 10.0mm 10.0mm 5.0mm 5.0mm
最大入射光直径
10mm 10mm 10mm 8mm 6mm 5mm 4.5mm 3.5mm 3.0mm 2.5mm 2.1mm 1.7mm 1.4mm
3
66
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6
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5.75
最大输出 光直径 (mm)
14 14 14 14 16 16 23
连接方式 (mm)
φ24 M22x0.75
φ24 M22x0.75
φ24 M22x0.75
φ31
武汉新特光电 027-51773398/99 广州安特激光 020-28395114/5167 9
1
+
⎛ ⎜ ⎝
lλ πω
2 0
⎞ ⎟ ⎠
2
(3)
式中ω(l)为入射激光束在入射镜上光束半径，l 是入射激光束腰与入射镜的距离，f1 是输入镜的焦距。因
为 ω0′ 落在输出镜的后焦平面上，并且输出镜的焦距 f2 大于输入镜的焦距，高斯光束将被扩束镜准直。
准直倍率如下：
T
=
θ θ ′′
=
T1
1
+
⎛ ⎜ ⎝
两聚焦镜片间距可调，输出端的通光口径全部是25mm。如果输出光斑直 径 达 14.5mm 至 22mm ， 输 入 激 光 束 功 率 可 高 达 500W 。 输 入 端 内 螺 纹 M29x1mm，输出端外螺纹M29x1mm。
产品型号
BEST-10.6-1.3ZTM-CBE BEST-10.6-1.6ZTM-CBE BEST-10.6-2ZTM-CBE BEST-10.6-2.5ZTM-CBE BEST-10.6-3ZTM-CBE BEST-10.6-3.5ZTM-CBE BEST-10.6-4ZTM-CBE BEST-10.6-5ZTM-CBE BEST-10.6-6ZTM-CBE BEST-10.6-7ZTM-CBE BEST-10.6-8ZTM-CBE BEST-10.6-10ZTM-CBE BEST-10.6-12ZTM-CBE
Sintec Optronics Pte Ltd 新加坡新特光电技术有限公司
新加坡新特光电技术有限公司
激光扩束镜
扩束镜是能够改变激光光束直径和发散角的透镜组件。从激光器发出的激光束具有一定的发散角，
对于激光加工来说，只有通过扩束镜的调节使激光光束变为准直（平行）光束，才能利用聚焦镜获得细
小的高功率密度光斑；在激光测距中，必须通过扩束镜最大限度地改善激光的准直度才能得到理想的远
lλ πω
2 0
⎞2 ⎟ ⎠
(4)
式中 T1 = f2/f1，θ 和 ω0 是入射光束的发散角和束腰。经过扩束镜后，束腰 ω″0 和发散角 θ″ 为
ω0″
=
λ πω0′
f2
(5)
和
θ ′′ = θ
(6)
T
将(1)式代入(5)得到
ω 0 ″ = T1ω(l)
(7)
武汉新特光电 027-51773398/99 广州安特激光 020-28395114/5167 9
BEST-10.6-3.5Z：固定型 10.6um 二氧化碳激光 3.5 倍扩束镜，硒化锌材料，圆柱直筒连接。
1. CO2 激光扩束镜 (10.6μm)
● 出射光准直性好 ● 激光扩束倍数从 1.5 倍至 8 倍，规格品种齐全 ● 可调型扩束镜能改善发散角高达 18～32 毫弧度的激光束的准直度 ● 光能损耗小 ● 可在大功率条件下工作 ● 可以根据用户要求进行设计加工 CO2 激光扩束镜分为固定型扩束镜和可调型扩束镜两类，每类扩束镜又分为直筒和喇叭筒两种外形形 式，每种外形扩束镜按安装连接方式又分为圆柱连接和螺纹连接两种。