扩束镜也称准直镜,是能够改变激光光束直径和发散角的透镜组件。从激光器发出的激光束具有一定的发散角,对于激光加工来说,只有通过扩束镜的调节使激光光束变为准直(平行)光束,才能利用聚焦镜获得细小的高功率密度光斑;在激光测距中,必须通过扩束镜最大限度地改善激光的准直度才能得到理想的远距离测量效果;通过扩束镜能改变光束直径以便用于不同的光学仪器设备;扩束镜配合空间滤光片使用则可以使非对称光束分布变为对称分布,并使光能量分布更加均匀。
最常用的扩束镜是一个伽利略望远镜系统,通常由一个负透镜和正透镜组成,且两个透镜是共焦的。这类扩束镜的优点是结构简单、成本较低、体积较小,已广泛用于激光打标中。扩束镜的扩束倍数和准直度不仅与扩束镜有关,而且与激光束的参数和位置有关。
通常我们以光束的发散参数作为完美的高斯激光束的特征。发散是指光波在其空间传播过程中以一定角度展开。甚至完美的没有任何异常的光线也会由于衍射效应经历某些光束的发散。衍射是指光线在被不透明的物体,比如刀锋切断的时候产生的弯曲效应。展开产生于在切断的边缘发出的次级波面阵。这些次级波和主波会发生干涉,同时相互也会产生干涉,在某些时候就会形成复杂的衍射图案。衍射使得完美的校准光束成为不可能,或者不能够将光束聚焦到无限小的点。幸运的是衍射的效果是能够被计算的。因此存在着可以预知对于任何衍射极限的透镜光束被准直的程度和光斑大小的理论。