如何使用两个反射镜让激光束沿着另一条路径传播？

第一个转向反射镜使光束沿着与新光路交叉的直线传播。所以需要第二个反射镜调平光束，使其沿着新光路传播。使用两个转向反射镜调节激光束的过程有时被称为导光(walking the beam)，产生的新光路称为折叠光路(folded beam path)。参考视频片段中的示例展现了使用两个光阑使光束对准新光路的过程，即使光束平行于光学平台表面，沿着一行螺孔传播。

设定反射镜的高度 
第一个反射镜的中心应该与入射光路的高度相匹配，因为第一个反射镜会使光束偏离这条光路，并入射到第二个反射镜上。第二个反射镜的中心应该处于新光路的高度位置。

设定光阑 
新光路通过光阑确定，参考视频片段中的光阑具有相匹配的高度，以确保光路与平台表面平行。可以使用直尺或游标卡尺以适当的精度设定安装座中光阑的高度。

闭合光阑时，孔径可能不是完全居中的，因此，切换光阑面向光束的一面可能会导致孔径的位置发生偏移。所以最好是选定光阑面向光束的一面，然后在搭建和使用过程中都保持这个定向。

放置元件并粗略对准 
首先，转动调整架上的调节器，使其位于行程范围的中间位置。将第一个反射镜放入入射光路，确定第二个反射镜在新光路中的位置(图1)。这个位置明显受到第一个反射镜安装座的俯仰调节器行程范围的限制，因为它限制了反射镜围绕x轴的旋转角(θ )。除了俯仰，选择第二个反射镜的位置(x₂ , y₂ , z₂ )时，也必须考虑第一个反射镜的偏转。第二个反射镜位置的每个坐标都与第一个反射镜的俯仰和偏转有着复杂的关系，两个反射镜之间的间距同理。放置两个反射镜时，确保第一个反射镜的两个调节器都不用转动到底，即不必到达行程范围的两个端值。

图1：如果1号反射镜分别沿x轴和y轴转动θ和ψ，则从1号反射镜反射的光会入射到2号反射镜上。这两个角度会影响2号反射镜中心的每个坐标(x₂ , y₂ , z₂ )。1号反射镜绕x轴的旋转受到调整架俯仰调节器行程范围的限制，这个行程范围也会限制2号反射镜的位置和高度选择。

将第二个反射镜放在新光路上，在第二个反射镜后，将两个光阑定位在新光路中。使第一个光阑靠近第二个反射镜，使第二个光阑尽可能远离第二个反射镜。

保持两个反射镜的高度，同时不要接触偏转调节器，调节第一个反射镜，将光引导到第二个反射镜。调节第一个反射镜上的俯仰调节器，使光斑靠近第二个反射镜的中心。然后调节第二个反射镜，引导光束大致沿新光路传播。

先定点，再定光路 
首先，利用第一个反射镜引导光束到新光路中的第二个反射镜上。这个过程先要调节第一个反射镜的调节器，同时观察光斑在第一个光阑上的位置(图2)。当光斑居于光阑孔径的中心，第一步就完成了。

图2：调节第一个调整架上的调节器，将光斑定位再第一个光阑的孔径。

然后，利用第二个反射镜让光束对准新光路。调节第二个反射镜上的调节器，将光斑移动到第二个光阑的孔径上(图3)。俯仰调节器调平光束，偏转调节器横向移动光束。如果光斑从第二个光阑上消失，这是因为第二个反射镜的光斑已经偏离新光路。

图3：调节第二个调整架上的调节器，将光束对准第二个光阑

再次调节第一个反射镜的调节器，重新定位光束在第二个反射镜上的位置，让光斑居于第一个光阑的孔径中心。再调节第二个反射镜的调节器，引导光斑到第二个光阑的孔径。重复这个过程，直到光斑直接通过两个光阑的中心(视频片段4)。如果有调节器达到或接近行程范围极限，则应该重新定位一个或两个反射镜，并重复对准过程。

如果偏转轴调节器接近极限，注意反射光束的所需方向，然后转动偏转调节器达到行程范围的中间位置。再转动安装座中反射镜的位置，直到达到大致正确的反射光束方向。如果无法转动反射镜，可以重新定位一个或两个反射镜，以引导光束大致沿所需光路传播，然后重复对准步骤，微调光束方向。

如果俯仰轴调节器接近极限，可以增大两个反射镜的间距，或减少新光路与入射光路之间的高度差。这两种方法都会在重复对准步骤之后，让俯仰调节器更接近行程范围的中间位置。

参考视频链接：https://www.youtube.com/embed/VY2ORGkCzPQ?rel=0&wmode=transparent

参考视频片段：KM100调整架中的两个反射镜使PL202准直激光器出射的光沿着由两个IDA25光阑确定的光路传播。当光晕围绕着两个光阑的孔径时，且可以在BHM1直尺上看到光斑时，表示光束对准了，其中，直尺放在第二个光阑后面用作观察屏。

来源：thorlabs仅供学习使用