
激光器的选择和应用取决于激光头的输出模式。对于模式质量不佳的情况,可能无法聚焦到极小的光斑,例如1毫米到2毫米。然而,如果模式质量相对较好,比如模式因子M^2小于10,那么通过使用合适的凸透镜进行聚焦,可以实现1毫米光斑的聚焦效果。例如,当M^2等于10,波长为0.6微米时,使用焦距约为1.5米的凸透镜可以将光斑聚焦到约1毫米的直径,尽管这需要较长的焦距,增加了操作风险。
当光斑质量较好时,可以利用扩束器来获得更小的光斑。扩束器通常由两个不同焦距长度的共焦凸透镜或一个凸透镜加一个凹透镜组成,类似于望远镜的构造。将扩束器的结构倒置,可以将光斑尺寸减小。利用类似伽利略望远镜的构造可以避免实际焦点,但需注意在高功率激光下存在危险性。如果需要将3到6毫米的光斑缩小至1毫米,透镜组的焦距比应为3到6:1。
对于实验应用,特别是要求光斑直径在毫米量级的情况下,对像差的要求较低,使用平凸透镜和平凹透镜组合即可满足需求。例如,150毫米的凸透镜和-25毫米的凹透镜,间距125毫米,可以将6毫米光斑缩小至1毫米;150毫米和-50毫米的透镜,间距约100毫米,可以将3毫米光斑缩小至1毫米。只要确保透镜组的同轴性,操作并不困难。若使用100毫米以上焦距长度的透镜,焦点重合的影响较小,偏移只会略微改变出射光的发散角,这也相对容易实现。