Känner du till klassificeringen av DOE-lasrar? (Del 1)

Lasrar för diffraktiva optiska element (DOE). är ett nytt optiskt element som utvecklas kraftigt de senaste åren. DOE antar vanligtvis en mikro-nano-etsningsprocess för att bilda tvådimensionell fördelning av diffraktionselement, varje diffraktionselement kan ha en specifik morfologi, brytningsindex, etc., för att finreglera fasfördelningen av laservågfront. Lasern diffrakterade efter att ha passerat genom varje diffraktionsenhet och störde på ett visst avstånd (vanligtvis oändlighet eller linsens fokalplan), vilket bildade en specifik fördelning av ljusintensiteten.

Figur 1: A) schematisk användning av diffraktiva optiska element; B) Översikt; C) Schematisk ytmikrostruktur

Efter tillkomsten av optiska diffraktionselement i högeffektlaser, laserbehandling, lasermedicinsk behandling, mikroskopisk bildbehandling, LiDAR, strukturerad ljusbelysning, laserdisplay och andra områden för att visa en enorm tillämpningspotential, är dess fördelar främst:

1) Hög effektivitet. Den noggrant utformade diffraktionsenhetens struktur kan säkerställa att nästan 100 procent av laserenergin projiceras på det önskade mönstret, och effektiviteten är mycket högre än för masker och andra medel.

2) Lätt att använda. Diffraktiva optiska element har en mycket liten storlek och vikt och kan användas när de sätts in i den optiska banan. I de flesta fall kan den användas med standardlinser, fältspeglar, mikroskopiska objektiv etc.

3) Flexibilitet. Tack vare den snabba utvecklingen av mikro- och nanobehandlingsteknologi kan DOE anpassas för olika lasrar eller olika målljusintensitet/fasfördelningar. Samtidigt är ljusvägsstrukturen för DOE-applikationen mycket enkel, och olika linser kan användas för att uppnå ljuspunkter av olika geometriska storlekar.

Som en ny typ av optisk anordning är det nödvändigt att förstå dess egenskaper när man väljer/använder diffraktiva optiska element.

2. de grundläggande principerna för val av diffraktiva optiska element

Enligt olika användningsområden kan DOE vanligtvis delas in i strålformning, stråldelning, strukturerat ljus, multifokus, annan speciell strålgenerering och så vidare. Varje kategori har olika principer, design och applikationsegenskaper. I allmänhet måste följande principer noteras innan du väljer att använda DOE-komponenter:

1) Strålen som genereras av det diffraktiva optiska elementet kan inte bryta mot ljusets utbredningslag; Den specifika ljusintensitetsfördelningen som konstrueras av den kan bara existera inom ett visst skärpedjup. Därför, när den används kan den erforderliga punkttopografin, storleken, arbetsavståndet, skärpedjupet etc. ibland inte vara båda, och avvägningar måste göras;

2) Diffraktiva optiska element är vanligtvis utformade enligt laservåglängd, strålöppning, strålläge (M2) och närfältsintensitetsfördelning, så dessa parametrar bör mätas mer noggrant före valet. Missmatchningen mellan användningsparametrarna och designparametrarna kommer att leda till dålig användningseffekt eller till och med oanvänd;

3) Diffraktiva optiska element är känsliga för vinkeln av infallande ljus och kräver bättre noggrannhet och stabilitet för optisk vägjustering;

4) De flesta diffraktiva optiska element reglerar den infallande laserns vågfrontsfas exakt, så andra komponenter i den optiska banan, såsom invers/transmissionslinsen, linsen, etc., bör använda högprecisions- och lågvågsskillnadsenheter, annars, det kommer att påverka den slutliga effekten;

5) Liksom med konventionella transmissionsoptiska element, enligt kraven för olika våglängder och laserintensitet, kan diffraktionsoptiska element vara gjorda av kvarts, glas, ädelstenar, plaster och hartser, ZnSe och andra infraröda material, och kan också pläteras med antireflexfilm.

3. Balkformande element

Strålformning med DOE kan uppnå den specificerade punktformen (fyrkant, polygon, remsa, ring och cirkel, etc.) och energifördelning (såsom flat top, Gaussian, ring, M-typ, etc.) på arbetsytan.

1) Topphatsgenerator

Flat-top-distribution används i olika scener som lasermedicinsk skönhet, laserbehandling, ytbehandling, etc. Flat-top-strålegeneratorer kan transformera singel-tvärmodslasrar (Gaussian distribution, M2< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① Flat-top strålgenerator funktioner:

· Lämplig för enkel tvärgående gaussisk stråle, M2 < 1,3;

· Den platta generatorn har bäst effekt när den placeras på midjan av den gaussiska strålen;

· Den platta generatorn kan inte producera fläckar med en skala som är mindre än diffraktionsgränsen, vanligtvis 1,5 till 5 gånger diffraktionsgränsen;

· När den platta generatorn används kräver det optiska elementet låg vågskillnad och den effektiva bländaren bör vara mer än två gånger midjediametern för den infallande strålen, helst 2,5 gånger;

· Målstrålens form och intensitetsfördelning kan endast bibehållas inom ett visst avståndsområde, vanligtvis hälften av fläckstorleken;

· Känslig för infallande ljusdiameter, infallsljuscentrumposition, infallsvinkel osv.

② Huvudapplikationer för strålgenerator med platt topp:

· Laserbearbetning och behandling: mikrohål, borrning, svetsning, skärning, märkning, korrosion

· Medicin och skönhet

· Laserdisplay

· Märkning och tryck.

2) Optisk diffusor/homogenisator

Strålhomogenisatorn kan också producera en mängd olika former och enhetlig fördelning av energi (eller specifik fördelning) av ljusfläckar. Till skillnad från strålgeneratorn med flat-top, som förvandlar den Gaussiska strålen till en flat-top-fördelning, homogeniserar strålhomogenisatorn de olikformiga och oregelbundet fördelade fläckarna. Flat top beam generator för enkelläge (M2< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

Strålhomogenisatorer använder vanligtvis "diffusionsvinkeln" för att karakterisera divergensförmågan hos den kollimerade strålen efter att ha passerat genom anordningen. Linser med olika brännvidder kan väljas för att uppnå olika projektionsområden.

①Använd egenskaperna hos strålhomogenisatorn:

· Okänslig för vertikal placering och lateral avvikelse;

· Infallsvinkelns avvikelse leder till en liten ökning i nollordning;

· Okänslig för infallande ljusstorlek och polarisering; Inga speciella krav på kvaliteten på optiska komponenter;

· Homogeniseringseffekten av en singelmodslaser med en liten M2 är inte bra, och det finns interferensfransar, men mönsterkanten är tydlig; Homogeniseringseffekten av en multimodlaser med stor M2 är mycket bra, men kanten är något suddig.

FIKON. Homogeniserande effekt av strålhomogenisator på enkelläges (vänster) och multiläges (höger) laser

För enkellägeslaserhomogeniseringskrav rekommenderas i allmänhet att använda en generator med platta toppar, i det fall att generatorn med platta toppar inte kan användas (såsom fläcken M2 är liten, men intensitetsfördelningen är oregelbunden).

②Huvudapplikationer för strålhomogenisator:

· Laserljusintensitetshomogenisering och formning

· Bearbetning och behandling: borrning, smältning, märkning, märkning, svetsning

· Medicinsk skönhet

· Strålformning av excimerlaser

· Undertryckning av värmefläckar

Kontaktinformation:

Om du har några idéer får du gärna prata med oss. Oavsett var våra kunder är och vilka våra krav är, kommer vi att följa vårt mål att ge våra kunder hög kvalitet, låga priser och den bästa servicen.