ビームエキスパンダの原理・構造・用途｜株式会社プロフィテット

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レンズでレーザ光を集光するとき、集光ビーム径（スポット径）はレンズの焦点距離が一定の場合、入射するレーザ光のビーム径に反比例します。つまり、レンズに入射するビーム径が大きければ大きいほど、小さな集光ビームを得ることができます。レーザ加工の場合、小さなスポット径を得るということは、高いパワー密度（またはエネルギー密度）を得ることにつながり、結果として微細で熱影響の少ない加工が実現できます。
ビームエキスパンダはレーザ光を拡げるための光学部品で、レーザ加工をはじめ様々な装置で使われています。

ビームエキスパンダは通常2枚のレンズで構成されます。1枚目のレンズで入射するレーザの径を拡げ、2枚目のレンズで平行光（コリメート光）にして出射します。ビームエキスパンダには凹レンズと凸レンズの組み合わせで構成されたものと、凸レンズ同士で組み合わされたものがあります。前者をガリレオ式ビームエキスパンダ、後者をケプラー式ビームエキスパンダといいます。ディオプター補正機能付きのビームエキスパンダは出射ビームの拡がり角調整が可能です。

ビームエキスパンダはその拡大倍率が固定のもの（固定倍率ビームエキスパンダ）と2枚のレンズ間距離を調整することで倍率を変えられるもの（可変倍率ズームエキスパンダ）があります。可変倍率ズームエキスパンダを使用することで、同じ装置内でワーキングディスタンスを変えることなくスポット径を変えることができ、非常に便利です。