在焦距一定的情况下怎样获得最佳输入光束直径

在透镜焦距已经固定的情况下，确定最佳输入光束直径　　出于系统机械设计的考虑因素，往往会对透镜的焦距造成限制。例如，根据限制，聚焦透镜与工件之间的距离会有一个最小限度。在这种情况下，最实际的做法是，选择焦距符合系统机械部分限制条件的透镜，然后根据该透镜改变输入光束的直径，以尽可能地减小焦点尺寸。

　　为了确定采用多大的输入光束直径才能将光斑尺寸减到最小，我们根据计算光斑大小的方程式，先对光束直径求导数，然后将导数设为 0，求出光斑的最小值。这将得到下列方程：
 
如果使用硒化锌制作凹凸透镜，则其焦距限值为 5.00”，即 127 mm，我们可以计算出，最佳输入光束直径为 26 mm。将这个值代入计算光斑大小的方程式，得出光斑大小为 86μm，这和我们在“确定光斑大小”部分中看到的数字相同。如果我们对焦距为 5.00” 的硒化硫平凸透镜进行计算，可以得出最佳输入光束直径为 24 mm，它提供的焦点直径为96μm。

　　如果系统中现有的激光光束直径与计算出的输入光束直径相去甚远，请扩大或缩小激光光束直径，使它等于这一尺寸。要扩大或缩小光束的直径，您可以使用扩束镜或聚光器，也可以用多个透镜自制扩束镜或聚光镜。