定义
用于修改准直光束光束半径的光学设备。
在激光技术和一般光学中，人们经常使用准直光束，根据定义，在一定长度上具有大致恒定的光束半径。 有时，需要大幅修改光束半径，例如为了减少光束发散，从而在更远的距离上传输光束。 为此，可以制造扩束镜，也可以作为固定光学元件提供。
在大多数情况下，扩束镜被实现为由两个透镜（或在某些情况下由两个曲面镜）组成的光学望远镜。 两种不同的配置是常见的：
- 开普勒望远镜由两个聚焦透镜组成，其中两个透镜之间的距离是它们焦距的总和。 然后在镜头之间有一个光束腰部。 如果工具焦距值不同，则会修改该望远镜之后的光束半径。 例如，如果第二个透镜的焦距是第一个透镜的两倍，则可实现双倍的光束半径。
- 伽利略望远镜由一个聚焦透镜和八个聚焦透镜组成。 同样，镜头之间的距离等于焦距的总和 - 但是其中一个焦距是负的（散焦镜头的焦距）。 这种类型的望远镜的优点是它可以更紧凑。
图1显示了开普勒望远镜在2×光束扩展时的光束半径的计算演变。
图1：光束半径与 2 ×开普勒扩束器中的位置的关系。
为了达到给定的放大倍率（膨胀比，光束半径比），可以使用不同的焦距值。 大多数紧凑型解决方案都可以使用小焦距，但存在局限性。 特别是，如果同时需要较大的输出光束半径，则可能需要具有非常高数值孔径的透镜。 因此，用于大光束操作的扩束镜暂定更长。
当然，扩束镜也可以“反向”操作，即作为扩束器。
可变扩束镜
有可变扩束器（变焦扩展器），即可以在一定范围内调节放大倍率的设备（例如，从2×到5×或从5×到10×）。 这些包含至少三个镜头和一些精细的机械装置来调整其中至少一个的位置。
图2：具有可调放大倍率的扩束镜。来源：Excelitas Technologies
仅单向扩束镜
使用柱面透镜，可以实现仅在一个方向上工作的扩束镜。 为此，也可以使用变形棱镜对。
各方面
不适当的输入光束
扩束镜一般不设计用于发散光束，而仅用于准直光束，并且仅在一定范围的光束半径范围内。 否则，可能会获得削波效果和/或无法获得准直光束。 显然，只有当光束腰部足够大时，光束才能在一定长度上准直。 例如，图3显示了图1中考虑的同一扩束器中光束半径的演变，但初始光束半径小了五倍。 在这里，光束不能再被视为准直光束。
熟悉高斯光束是理解扩束器和类似设备操作的良好基础。
图3：输入光束半径太小的光束半径与位置的关系。
波长范围
为了将光功率损失降至最低，透镜通常配备减反射涂层。 然而，这些只能在有限的波长范围内工作。
光学损伤
对于脉冲激光器的应用，使用的透镜镀膜也应具有足够高的光学损伤阈值。 此外，应避免使用未对准的大功率光束进行操作，这可能导致某些部件过热。
对于非常高的激光功率，使用纯反射扩束镜（用镜子代替透镜）。 这是因为热透镜等热效应在镜子上较弱。 此外，这样就可以避免任何寄生反射。 然而，缺点是镜子通常会引入一定程度的散光。
光束指向角度
在修改光束半径时，还可以修改光束指向偏差的强度。 例如，光束半径加倍意味着输出光束的角度变化仅是输入光束角度变化的一半。
