ビームエキスパンダーの光軸調整

質問

レーザ光のビームエキスパンダーを二枚のレンズを用いて作りたいのですが，
どのように光軸調整をするのが一般的な手法なのか，詳しい人にお願いしたいです．

具体的には，
1）　レンズの面がビームと垂直になっているかの判断はどうするのか
2）　ビームがレンズ中心を通っているかの判断はどうするのか
3）　出射光がコリメートされているかの判断はどうするのか
が教えて欲しいです．

よろしくお願いします．

回答No.1

gamma_46 · ベストアンサー

幾何光学の問題なので、作図してみれば分かると思います。
ビームの形がはっきりと分かるように、もしビーム径に余裕があれば紙等に穴を開けてハルトマンマスクを使う事です。ビーム径が数ミリの大きさなら単純に小さな穴でもよい。
１）レンズ表面からの反射光が有るはずなので（反射防止コーティングが無ければ約5%）反射光が入射ビームの形と相似になるように戻ればOKです。または、透過光がマスクのパターンと相似形で小さくなればOKです。レンズが光軸に対して傾いていると、非対称になります。非対称が分からなければ、あなたの用途では問題ないと言う事です。
２）レンズ表面からの反射を見ます。寸法を測っても結構です。
３）平行になっているか？ということですね。ハルトマンマスクを使うとかなり正確に分かります（遠方で測るほど精度は上がる）。または、凸レンズ２枚で構成する場合は焦点のすぐ横にスクリーンをおき、expanderから出た光を平面鏡で戻し、二枚目のレンズによって絞られるビームが焦点横のスクリーンで焦点を結ぶようにレンズを動かします。

お礼

随分時間も経ちましたので回答を締め切ります．概ね分かりました．ありがとうございました．

補足

gamma_46さん，親切にありがとうございます．　宜しければ，書いていただいた内容でもう少し教えて頂きたいです．

ご察しの通り，入射ビーム径は2, 3ミリと小さいです．　「ビーム径が数ミリの大きさなら単純に小さな穴でもよい。」との事ですが，この場合，穴は１つでいいのでしょうか？　それとも小さな穴を2つ3つ開けてテストを行うのでしょうか．

1），2）で，レンズからの反射を見る際は，マスクを置かずに反射を見るのでしょうか．　それともマスクを置いて，マスク透過後にレンズからの反射を見るのでしょうか．

2）で，何の寸法を測るのでしょうか．　その寸法はどのように使うのでしょうか．

3）でハルトマンマスクを用いる時は，遠方でのビームパターンがマスクのパターンと似るようにすれば良いのでしょうか．　回折の影響があると思いますが，遠方でどのようなビームパターンになれば平行光に近いと判断していいのでしょうか．

gamma_46さんにお時間がある時で構いませんので，よろしくお願いします．