Ismeri a DOE lézerek osztályozását? (1. rész)

Diffraktív optikai elem (DOE) lézerek egy új optikai elem, amely az elmúlt években erőteljesen fejlődik. A DOE általában mikro-nano maratási eljárást alkalmaz a diffrakciós elemek kétdimenziós eloszlásának kialakítására, minden diffrakciós elemnek lehet sajátos morfológiája, törésmutatója stb., hogy finoman szabályozza a lézer hullámfront fáziseloszlását. A lézer az egyes diffrakciós egységeken való áthaladás után elhajlott, és bizonyos távolságban (általában a végtelenben vagy a lencse fókuszsíkjában) interferenciát alakított ki, így a fényintenzitás sajátos eloszlása ​​alakult ki.

1. ábra: A) a diffrakciós optikai elemek vázlatos felhasználása; B) Vázlat; C) Felületi mikroszerkezeti vázlat

A diffrakciós optikai elemek megjelenése után a nagy teljesítményű lézerben, lézeres feldolgozásban, lézeres orvosi kezelésben, mikroszkópos képalkotásban, LiDAR-ban, strukturált fényvilágításban, lézeres kijelzőben és más területeken, amelyek hatalmas alkalmazási potenciált mutatnak be, előnyei főként a következők:

1) Nagy hatékonyság. A pontosan megtervezett diffrakciós egység szerkezet biztosítja, hogy a lézerenergia közel 100 százaléka a kívánt mintára vetüljön, és a hatásfok jóval magasabb, mint a maszkoké és egyéb eszközöké.

2) Könnyen használható. A diffrakciós optikai elemek nagyon kis méretűek és súlyúak, és az optikai útba illesztve használhatók. A legtöbb esetben használható normál lencsékkel, terepi tükrökkel, mikroszkopikus objektívekkel stb.

3) Rugalmasság. A mikro- és nanofeldolgozási technológia gyors fejlődésének köszönhetően a DOE testreszabható különböző lézerekhez vagy különböző célfényintenzitás/fázis-eloszlásokhoz. Ugyanakkor a DOE alkalmazás fényút-struktúrája nagyon egyszerű, és különböző lencsékkel különböző geometriai méretű fényfoltokat lehet elérni.

Új típusú optikai eszközként a diffrakciós optikai elemek kiválasztásánál/használatánál meg kell érteni jellemzőit.

2. a diffrakciós optikai elem kiválasztásának alapelvei

Különböző felhasználási módok szerint a DOE általában sugárformálásra, sugárfelosztásra, strukturált fényre, többfókuszosra, egyéb speciális sugárgenerálásra stb. osztható fel. Minden kategória eltérő elvekkel, tervezéssel és alkalmazási jellemzőkkel rendelkezik. Általában a következő alapelveket kell figyelembe venni, mielőtt a DOE komponensek használatát választaná:

1) A diffraktív optikai elem által keltett nyaláb nem sértheti meg a fény terjedési törvényét; Az általa konstruált fajlagos fényintenzitás-eloszlás csak egy bizonyos mélységélességen belül létezhet. Ezért használat közben a szükséges pontdomborzat, méret, munkatávolság, mélységélesség stb. néha nem lehet mindkettő, és kompromisszumot kell tenni;

2) A diffrakciós optikai elemeket általában a lézer hullámhossza, sugárnyaláb apertúrája, sugármódja (M2) és közeli térintenzitás eloszlása ​​szerint tervezik, ezért ezeket a paramétereket a kiválasztás előtt pontosabban meg kell mérni. A használati paraméterek és a tervezési paraméterek közötti eltérés rossz használati hatáshoz vagy akár kihasználatlansághoz vezet;

3) A diffrakciós optikai elemek érzékenyek a beeső fény szögére, és jobb optikai útbeállítási pontosságot és stabilitást igényelnek;

4) A legtöbb diffrakciós optikai elem pontosan szabályozza a beeső lézer hullámfront-fázisát, ezért az optikai úton lévő egyéb alkatrészeknek, mint például az inverz/transzmissziós lencse, lencse stb., nagy pontosságú és alacsony hullám-különbség-eszközöket kell használniuk, ellenkező esetben befolyásolja a végső hatást;

5) A hagyományos transzmissziós optikai elemekhez hasonlóan a különböző hullámhosszúság és lézerintenzitás követelményei szerint a diffrakciós optikai elemek kvarcból, üvegből, drágakövekből, műanyagokból és gyantákból, ZnSe-ből és más infravörös anyagokból készülhetnek, és bevonhatók tükröződésmentes film.

3. Gerendaformáló elem

A DOE-vel végzett nyalábformázással a munkafelületen elérhető a megadott pontforma (négyzet, sokszög, csík, gyűrű és kör stb.) és energiaeloszlása ​​(például lapos felső, Gauss, gyűrű, M-típus stb.).

1) cilinder generátor

A lapos tetejű elosztást különféle jelenetekben alkalmazzák, mint például a lézeres orvosi szépségápolás, lézeres feldolgozás, felületkezelés stb.< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① Lapos felső gerenda generátor jellemzői:

· Egytranszverzális módusú Gauss-nyalábhoz alkalmas, M2 < 1,3;

· A lapos tetejű generátor akkor éri el a legjobb hatást, ha a Gauss-nyaláb derekára helyezi;

· A lapos tetejű generátor nem képes a diffrakciós határnál kisebb léptékű foltokat előállítani, amelyek általában a diffrakciós határ 1,5-5-szöröse;

· Lapos tetejű generátor használata esetén az optikai elem alacsony hullámkülönbséget igényel, és az effektív apertúra a beeső sugár derékátmérőjének kétszerese, lehetőleg 2,5-szerese;

· A célnyaláb alakja és intenzitáseloszlása ​​csak egy bizonyos távolságtartományon belül tartható, általában a folt méretének felében;

· Érzékeny a beeső fény átmérőjére, a beeső fény középponti helyzetére, a beesési szögre stb.

② A lapos felső gerenda generátor fő alkalmazásai:

· Lézeres feldolgozás és kezelés: mikrolyuk, fúrás, hegesztés, vágás, jelölés, korrózió

· Gyógyászat és szépség

· Lézeres kijelző

· Jelölés és nyomtatás.

2) Optikai diffúzor/homogenizátor

A sugárhomogenizátor különféle alakzatokat és egyenletes energiaeloszlást (vagy fajlagos eloszlást) képes előállítani a fényfoltokban. Ellentétben a lapos felső sugárgenerátorral, amely a Gauss-sugarat lapos tetejű eloszlásúvá alakítja, a nyalábhomogenizátor homogenizálja a nem egyenletes és szabálytalan eloszlású foltokat. Lapos felső gerenda generátor egy üzemmódhoz (M2< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

A sugárhomogenizátorok általában a "diffúziós szöget" használják a kollimált nyaláb divergenciájának jellemzésére az eszközön való áthaladás után. Különböző gyújtótávolságú objektívek választhatók a különböző vetítési területek eléréséhez.

①A sugárhomogenizátor használati jellemzői:

· Érzéketlen a függőleges elhelyezésre és az oldalirányú eltérésre;

· A beesési szög eltérése nulla sorrendben enyhe növekedéshez vezet;

· Érzéketlen a beeső fény méretére és polarizációjára; Nincsenek különleges követelmények az optikai alkatrészek minőségére vonatkozóan;

· A kis M2-vel rendelkező egymódusú lézer homogenizáló hatása nem jó, és vannak interferencia peremek, de a mintázat éle tiszta; A nagy M2-vel rendelkező multimódusú lézer homogenizáló hatása nagyon jó, de a széle kissé elmosódott.

ÁBRA. A sugárhomogenizátor homogenizáló hatása egymódusú (bal) és többmódusú (jobb) lézerre

Az egymódusú lézeres homogenizálási követelményekhez általában lapos tetejű generátor használata javasolt, abban az esetben, ha a lapos tetejű generátor nem használható (például az M2 pont kicsi, de az intenzitás eloszlása ​​szabálytalan).

② A gerenda homogenizátor fő alkalmazásai:

· Lézerfény intenzitású homogenizálás és formázás

· Feldolgozás és kezelés: fúrás, olvasztás, jelölés, jelölés, hegesztés

· Orvosi szépség

· Excimer lézer sugárformálása

· Hőfoltok elnyomása

Elérhetőség:

Ha bármilyen ötlete van, forduljon hozzánk bizalommal. Függetlenül attól, hogy hol tartózkodnak ügyfeleink és milyen követelményeket támasztanak, követjük azt a célunkat, hogy ügyfeleinknek magas minőséget, alacsony árakat és a legjobb szolgáltatást nyújtsuk.