100-fach vergrößerndes Optiksystem für kurze Laserpulse

Ich entwerfe jetzt ein Experiment, das aus einem kurzen Puls von 400 nm (~ 300 fs) besteht. Im Experiment müssen wir das Querprofil des Pulses um das 100-fache vergrößern. Das ist das Problem.

Ich habe überlegt, ein Mikroskop-Objektiv zu verwenden, aber es stellte sich heraus, dass es viele Linsen hat und den Puls stark dehnen kann (wir konnten eine Dehnung um bis zu ~ 7 mm Glas tolerieren, aber nicht mehr). Eine andere Sache, die ich in Betracht gezogen habe, war die Verwendung eines sphärischen Spiegels für das Vergrößerungssystem, aber ich hatte schlechte Erfahrungen mit der Verwendung eines sphärischen Spiegels (der Astigmatismus könnte das Ergebnis sehr verderben). Nun, die Kandidaten, die ich im Sinn habe, verwenden (1) außeraxiale Parabolspiegel (OAP) und (2) toroidale Spiegel. Ich weiß, dass beide an Koma leiden, also sind meine Fragen:

  1. Ist Koma-Aberration normalerweise eine schlechte Sache oder verdirbt sie normalerweise experimentelle Daten?
  2. Gibt es Schwierigkeiten bei der Verwendung von OAPs und/oder Toroidspiegeln?

Anregungen und Kommentare sind willkommen.

Antworten (2)

Eine Schwierigkeit bei OAPs und toroidalen Spiegeln besteht darin, dass sie wesentlich schwieriger auszurichten sind als sphärische Spiegel und außerdem empfindlicher auf Strahlausrichtung reagieren. Ohne mehr über Ihr Experiment zu wissen, kann ich nicht wirklich kommentieren, welche Kompromisse für Ihre spezifische Anwendung am besten funktionieren könnten.

Ich habe nicht viel Erfahrung mit 400-nm-Licht, aber vielleicht gibt es Fresnel-Linsen, mit denen Sie die Glasdicke minimieren und gleichzeitig eine akzeptable Strahlqualität nach den Linsen erzielen können.

Eine andere Option wäre, Ihrem Setup einen Prismenkompressor (oder Chirp-Spiegel) hinzuzufügen, um die Glasdispersion zu kompensieren (leider glaube ich nicht, dass es bei 400 nm Linsenmaterialien mit entgegengesetzten Dispersionseigenschaften gibt).

Vielleicht könnte ein Reflexobjektiv hilfreich sein?

Ohne zu wissen, was Sie mit Ihrem aufgeweiteten Strahl zu beobachten (oder zu stimulieren) versuchen, ist es unmöglich, zu kommentieren, wie viel Aberration Ihr Experiment tolerieren kann. Was das Dispersionsproblem (Pulsverbreiterung) betrifft, könnten Sie vielleicht eine Glasfaser mit umgekehrter Dispersion finden und den Impuls vor der Freiraumoptik hindurchführen. Und schließlich sollte ein richtig konstruierter vollständig reflektierender Strahlaufweiter (Zemax FTW) aberrationsfrei sein