Um expansor de feixe óptico (também conhecido como colimador ou up-colimador) é um sistema óptico de dois ou mais elementos que altera as características de divergência e o tamanho do feixe. Eles pegam um feixe de luz e expandem seu tamanho. Eles também são usados para reduzir o diâmetro do feixe, o que pode ser útil ao usar moduladores acústicos ou eletro-ópticos. Eles são normalmente usados em sistemas com um longo caminho de feixe para manter o feixe colimado ou para variar o tamanho do ponto de foco para uma determinada lente.
Um expansor de feixe de laser funciona de tal forma que o feixe de entrada é expandido para um diâmetro maior. Os conceitos são derivados dos princípios fundamentais do design telescópico. Quando um feixe de laser colimado é inserido em um lado do expansor de feixe, um feixe colimado é emitido da extremidade oposta. Os raios do espaço do objeto e do espaço da imagem convergem no infinito. Essa característica define um expansor de feixe como um sistema afocal.
Existem dois tipos de expansores de feixe afocal, nomeados de acordo com seus precedentes históricos. Um expansor de feixe Galileano consiste em uma lente divergente e uma lente convergente. As lentes são separadas pela soma de seus pontos focais, exceto que a lente divergente tem uma distância focal negativa. Uma entrada de feixe na lente divergente se propaga para a lente convergente sem atingir um ponto focal intermediário. Um expansor de feixe Kepleriano tem duas lentes convergentes, separadas pela soma de suas distâncias focais. Um feixe de entrada colimado converge para um ponto focal entre as duas lentes e então diverge para a lente de saída.
Os sistemas a laser se tornaram comuns em aplicações em todos os setores, desde tratamento médico até processamento de materiais. A expansão ou redução do feixe é um requisito de aplicação comum na maioria dos laboratórios que usam lasers ou fontes de luz e óptica. Um expansor de feixe de laser geralmente é um elemento crucial no sucesso de sistemas individuais. Para fontes de alta potência, a adição de um expansor de feixe pode fornecer uma redução controlada da densidade de potência. A redução da divergência pode auxiliar no alinhamento e reduzir o tamanho do ponto no foco final no feixe. A redução da divergência para controlar a colimação também beneficia aplicações de laser exigentes, particularmente em sistemas de longo comprimento de caminho. Expansores de feixe de laser variáveis podem ser necessários para compensar variações no tamanho do feixe da fonte de laser de unidade para unidade.
Um expansor de feixe de prisma múltiplo é uma ampliação de feixe única que expande um feixe de luz sem focá-lo e com a opção adicional de acromaticidade. Um expansor de feixe de prisma múltiplo geralmente implanta de dois a cinco prismas para produzir fatores de expansão de feixe grandes e unidimensionais.