Kjenner du til klassifiseringen av DOE-lasere? (Del 1)

Lasere med diffraktivt optisk element (DOE). er et nytt optisk element som har utviklet seg kraftig de siste årene. DOE bruker vanligvis en mikro-nano-etseprosess for å danne todimensjonal fordeling av diffraksjonselementer, hvert diffraksjonselement kan ha en spesifikk morfologi, brytningsindeks, etc., for å finregulere fasefordelingen til laserbølgefronten. Laseren diffrakterte etter å ha passert gjennom hver diffraksjonsenhet og forstyrret i en viss avstand (vanligvis uendelig eller brennplanet til linsen), og dannet en spesifikk fordeling av lysintensiteten.

Figur 1: A) skjematisk bruk av diffraktive optiske elementer; B) Disposisjon; C) Skjematisk overflatemikrostruktur

Etter bruken av optiske diffraksjonselementer i høyeffektlaser, laserbehandling, lasermedisinsk behandling, mikroskopisk bildebehandling, LiDAR, strukturert lysbelysning, laserdisplay og andre felt for å vise et stort brukspotensial, er fordelene hovedsakelig:

1) Høy effektivitet. Den nøyaktig utformede diffraksjonsenhetens struktur kan sikre at nesten 100 prosent av laserenergien projiseres på det nødvendige mønsteret, og effektiviteten er mye høyere enn for masker og andre midler.

2) Enkel å bruke. Diffraktive optiske elementer har en veldig liten størrelse og vekt og kan brukes når de settes inn i den optiske banen. I de fleste tilfeller kan den brukes med standardlinser, feltspeil, mikroskopiske objektiver, etc.

3) Fleksibilitet. Takket være den raske utviklingen av mikro- og nanoprosesseringsteknologi kan DOE tilpasses for forskjellige lasere eller forskjellige mållysintensiteter/fasefordelinger. Samtidig er lysbanestrukturen til DOE-applikasjonen veldig enkel, og forskjellige linser kan brukes for å oppnå lyspunkter med forskjellige geometriske størrelser.

Som en ny type optisk enhet er det nødvendig å forstå dens egenskaper når du velger/bruker diffraktive optiske elementer.

2. de grunnleggende prinsippene for valg av diffraktivt optisk element

I henhold til forskjellige bruksområder kan DOE vanligvis deles inn i stråleforming, stråledeling, strukturert lys, multifokus, annen spesiell strålegenerering og så videre. Hver kategori har forskjellige prinsipper, design og applikasjonsegenskaper. Generelt må følgende prinsipper noteres før du velger å bruke DOE-komponenter:

1) Strålen generert av det diffraktive optiske elementet kan ikke bryte lysets forplantningslov; Den spesifikke lysintensitetsfordelingen konstruert av den kan bare eksistere innenfor en viss dybdeskarphet. Derfor, når den er i bruk, kan den nødvendige punkttopografien, størrelsen, arbeidsavstanden, dybdeskarpheten osv. noen ganger ikke være begge deler, og avveininger må gjøres;

2) Diffraktive optiske elementer er vanligvis utformet i henhold til laserbølgelengden, stråleåpningen, strålemodus (M2) og nærfelts intensitetsfordeling, så disse parametrene bør måles mer nøyaktig før valg. Misforholdet mellom bruksparametrene og designparametrene vil føre til dårlig brukseffekt eller til og med ubrukt;

3) Diffraktive optiske elementer er følsomme for vinkelen til innfallende lys og krever bedre nøyaktighet og stabilitet for optisk banejustering;

4) De fleste diffraktive optiske elementer regulerer nøyaktig bølgefrontfasen til den innfallende laseren, så andre komponenter i den optiske banen som invers/transmisjonslinsen, linsen osv. bør bruke enheter med høy presisjon og lavbølgeforskjell, ellers, det vil påvirke den endelige effekten;

5) Som med konvensjonelle optiske transmisjonselementer, i henhold til kravene til forskjellige bølgelengder og laserintensitet, kan optiske diffraksjonselementer være laget av kvarts, glass, edelstener, plast og harpiks, ZnSe og andre infrarøde materialer, og kan også belegges med antirefleksfilm.

3. Stråleformende element

Stråleforming med DOE kan oppnå den spesifiserte punktformen (firkant, polygon, stripe, ring og sirkel, etc.) og energifordeling (som flat topp, gaussisk, ring, M-type, etc.) på arbeidsflaten.

1) Topphattegenerator

Flat-top-distribusjon brukes i ulike scener som lasermedisinsk skjønnhet, laserbehandling, overflatebehandling osv. Flat-top-strålegeneratorer kan transformere enkelt-tverrmoduslasere (Gaussisk distribusjon, M2< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① Flattopp bjelkegenerator funksjoner:

· Egnet for enkelt tverrmodus Gaussisk stråle, M2 < 1,3;

· Flat-top-generatoren har best effekt når den plasseres på midjen til den gaussiske strålen;

· Flat-top-generatoren kan ikke produsere flekker med en skala som er mindre enn diffraksjonsgrensen, vanligvis 1,5 til 5 ganger diffraksjonsgrensen;

· Når flattoppgeneratoren er i bruk, krever det optiske elementet lav bølgeforskjell, og den effektive blenderåpningen bør være mer enn to ganger midjediameteren til den innfallende strålen, helst 2,5 ganger;

· Målstråleformen og intensitetsfordelingen kan bare opprettholdes innenfor et visst avstandsområde, vanligvis halvparten av punktstørrelsen;

· Følsom for innfallende lysdiameter, innfallende lys senterposisjon, innfallsvinkel osv.

② Hovedapplikasjoner for strålegenerator med flat topp:

· Laserbehandling og behandling: mikrohull, boring, sveising, skjæring, merking, korrosjon

· Medisin og skjønnhet

· Laserskjerm

· Merking og utskrift.

2) Optisk diffuser/homogenisator

Strålehomogenisatoren kan også produsere en rekke former og jevn fordeling av energi (eller spesifikk fordeling) av lysflekker. I motsetning til strålegeneratoren med flat topp, som gjør Gauss-strålen til en flat-top-fordeling, homogeniserer strålehomogenisatoren de uensartede og uregelmessig fordelte flekkene. Flat top strålegenerator for enkeltmodus (M2< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

Strålehomogenisatorer bruker vanligvis "diffusjonsvinkelen" for å karakterisere divergensevnen til den kollimerte strålen etter å ha passert gjennom enheten. Linser med forskjellig brennvidde kan velges for å oppnå forskjellige projeksjonsområder.

①Bruk egenskapene til strålehomogenisatoren:

· Ufølsom for vertikal plassering og sideavvik;

· Avviket i innfallsvinkel vil føre til en svak økning i null orden;

· Ufølsom for innfallende lysstørrelse og polarisering; Ingen spesielle krav til kvaliteten på optiske komponenter;

· Homogeniseringseffekten til en enkeltmoduslaser med en liten M2 er ikke god, og det er interferenskanter, men mønsterkanten er tydelig; Homogeniseringseffekten til en multimoduslaser med stor M2 er veldig god, men kanten er litt uskarp.

FIG. Homogeniserende effekt av strålehomogenisator på enkeltmodus (venstre) og multimodus (høyre) laser

For krav til enkeltmodus laserhomogenisering anbefales det generelt å bruke en flat-top-generator, i tilfelle flat-top-generatoren ikke kan brukes (som f.eks. punktet M2 er lite, men intensitetsfordelingen er uregelmessig).

②Hovedapplikasjoner for strålehomogenisator:

· Laserlysintensitetshomogenisering og forming

· Bearbeiding og behandling: boring, smelting, merking, merking, sveising

· Medisinsk skjønnhet

· Stråleforming av excimer-laser

· Undertrykkelse av varmeflekker

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, snakk gjerne med oss. Uansett hvor kundene våre er og hvilke krav vi har, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.