DOE Lazerlerin Sınıflandırmasını Biliyor Musunuz? (Bölüm 1)

Kırınımlı Optik Eleman (DOE) Lazerleri son yıllarda hızla gelişen yeni bir optik elemandır. DOE genellikle, kırınım elemanlarının iki boyutlu dağılımını oluşturmak için bir mikro-nano aşındırma işlemini benimser, her kırınım elemanı, lazer dalga cephesinin faz dağılımını hassas bir şekilde düzenlemek için belirli bir morfolojiye, kırılma indeksine vb. sahip olabilir. Lazer, her kırınım ünitesinden geçtikten sonra kırıldı ve belirli bir mesafede (genellikle sonsuz veya merceğin odak düzlemi) müdahale ederek, belirli bir ışık yoğunluğu dağılımı oluşturdu.

Şekil 1: A) difraktif optik elemanların şematik kullanımı; B) Anahat; C) Yüzey mikroyapı şeması

Yüksek güçlü lazer, lazer işleme, lazer tıbbi tedavi, mikroskobik görüntüleme, LiDAR, yapılandırılmış ışık aydınlatması, lazer ekranı ve diğer alanlarda büyük bir uygulama potansiyeli göstermek için kırınım optik elemanlarının ortaya çıkmasından sonra, avantajları başlıca şunlardır:

1) Yüksek verimlilik. Hassas bir şekilde tasarlanmış kırınım birimi yapısı, lazer enerjisinin yaklaşık yüzde 100'ünün gerekli modele yansıtılmasını sağlayabilir ve verimlilik, maskeler ve diğer araçlardan çok daha yüksektir.

2) Kullanımı kolay. Kırınımlı optik elemanlar çok küçük bir boyuta ve ağırlığa sahiptir ve optik yola yerleştirildiğinde kullanılabilir. Çoğu durumda standart lensler, alan aynaları, mikroskobik objektifler vb. ile birlikte kullanılabilir.

3) Esneklik. Mikro ve nano işleme teknolojisindeki hızlı gelişme sayesinde DOE, farklı lazerler veya farklı hedef ışık yoğunluğu/faz dağılımları için özelleştirilebilir. Aynı zamanda DOE uygulamasının ışık yolu yapısı çok basittir ve farklı geometrik boyutlarda ışık noktaları elde etmek için farklı lensler kullanılabilir.

Yeni bir optik cihaz türü olarak, kırınımlı optik elemanları seçerken/kullanırken özelliklerini anlamak gerekir.

2. difraktif optik eleman seçiminin temel ilkeleri

Farklı kullanımlara göre, DOE genellikle ışın şekillendirme, ışın ayırma, yapılandırılmış ışık, çoklu odaklama, diğer özel ışın üretimi vb. olarak ayrılabilir. Her kategorinin farklı ilkeleri, tasarımı ve uygulama özellikleri vardır. Genel olarak, DOE bileşenlerini kullanmayı seçmeden önce aşağıdaki ilkelerin dikkate alınması gerekir:

1) Kırınımlı optik eleman tarafından üretilen ışın, ışığın yayılma yasasını ihlal edemez; Oluşturduğu spesifik ışık şiddeti dağılımı, ancak belirli bir alan derinliği içinde var olabilir. Bu nedenle, kullanımdayken gerekli nokta topografyası, boyutu, çalışma mesafesi, alan derinliği vb. bazen ikisi birden olamaz ve ödün verilmesi gerekir;

2) Kırınımlı optik elemanlar genellikle lazer dalga boyu, ışın açıklığı, ışın modu (M2) ve yakın alan yoğunluk dağılımına göre tasarlandığından, bu parametreler seçimden önce daha doğru ölçülmelidir. Kullanım parametreleri ile tasarım parametreleri arasındaki uyumsuzluk, kullanım etkisinin zayıf olmasına ve hatta kullanılmamasına yol açacaktır;

3) Kırınımlı optik elemanlar, gelen ışığın Açısına duyarlıdır ve daha iyi optik yol ayarlama doğruluğu ve kararlılığı gerektirir;

4) Kırınımlı optik elemanların çoğu, gelen lazerin ön dalga fazını hassas bir şekilde düzenler, bu nedenle optik yoldaki ters/iletim merceği, mercek vb. gibi diğer bileşenler, yüksek hassasiyetli ve düşük dalga farkı cihazları kullanmalıdır, aksi takdirde, nihai etkiyi etkileyecektir;

5) Geleneksel transmisyon optik elemanlarında olduğu gibi, farklı dalga boylarının ve lazer yoğunluğunun gereksinimlerine göre kırınım optik elemanları kuvars, cam, değerli taşlar, plastikler ve reçineler, ZnSe ve diğer kızılötesi malzemelerden yapılabilir ve ayrıca kaplanabilir. yansıma önleyici film.

3. Kiriş şekillendirme elemanı

DOE ile ışın şekillendirme, çalışma yüzeyinde belirtilen nokta şeklini (kare, çokgen, şerit, halka ve daire vb.) ve enerji dağılımını (düz tepe, Gauss, halka, M tipi vb.) sağlayabilir.

1) Silindir şapka üreteci

Düz tepeli dağıtım, lazer tıbbi güzellik, lazer işleme, yüzey işleme vb.< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① Düz üst ışın üreteci özellikleri:

· Tek enine mod Gauss ışını için uygundur, M2 < 1.3;

· Düz tepeli jeneratör, Gauss kirişinin beline yerleştirildiğinde en iyi etkiye sahiptir;

· Flat-top jeneratör, kırınım limitinden daha küçük, genellikle kırınım limitinin 1,5 ila 5 katı olan bir ölçeğe sahip noktalar üretemez;

· Flat-top jeneratör kullanımdayken, optik eleman düşük dalga farkı gerektirir ve etkili açıklık, gelen ışının bel çapının iki katından fazla, tercihen 2,5 kat olmalıdır;

· Hedef ışın şekli ve yoğunluk dağılımı, yalnızca belirli bir mesafe aralığında, genellikle nokta boyutunun yarısı kadar tutulabilir;

· Gelen ışığın çapına, gelen ışığın merkez konumuna, gelen Açıya vb. duyarlıdır.

② Düz üst ışın jeneratörünün ana uygulamaları:

· Lazer işleme ve işleme: mikro delik, delme, kaynak, kesme, işaretleme, korozyon

· Tıp ve Güzellik

· Lazer ekran

· Markalama ve baskı.

2) Optik Difüzör/ Homojenizatör

Işın homojenleştirici ayrıca ışık noktalarının çeşitli şekillerini ve tekdüze enerji dağılımını (veya spesifik dağılımını) üretebilir. Gauss ışınını düz tepeli bir dağılıma dönüştüren düz tepeli ışın oluşturucunun aksine, ışın homojenizatörü, üniform olmayan ve düzensiz dağılmış noktaları homojenleştirir. Tekli mod için düz üst ışın üreteci (M2< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

Işın homojenleştiriciler, paralelleştirilmiş ışının cihazdan geçtikten sonra sapma kabiliyetini karakterize etmek için genellikle "difüzyon açısını" kullanır. Farklı projeksiyon alanları elde etmek için farklı odak uzunluklarına sahip lensler seçilebilir.

①Işın homojenleştiricinin özelliklerini kullanın:

· Dikey yerleşime ve yanal sapmaya duyarsız;

· Geliş Açısının sapması, sıfır mertebesinde hafif bir artışa yol açacaktır;

· Gelen ışık boyutuna ve polarizasyona duyarsız; Optik bileşenlerin kalitesi için özel gereklilikler yoktur;

· Küçük bir M2'ye sahip tek modlu bir lazerin homojenleştirme etkisi iyi değildir ve girişim saçakları vardır, ancak desen kenarı açıktır; Büyük bir M2'ye sahip çok modlu bir lazerin homojenleştirme etkisi çok iyidir, ancak kenar biraz bulanıktır.

İNCİR. Işın homojenleştiricinin tek modlu (sol) ve çok modlu (sağ) lazer üzerindeki homojenleştirici etkisi

Tek modlu lazer homojenleştirme gereklilikleri için, düz tepeli jeneratörün kullanılamadığı durumlarda (M2 noktasının küçük olması, ancak yoğunluk dağılımının düzensiz olması gibi) genellikle düz tepeli bir jeneratör kullanılması önerilir.

②Işın homojenleştiricinin ana uygulamaları:

· Lazer ışık yoğunluğu homojenleştirme ve şekillendirme

· İşleme ve arıtma: delme, eritme, işaretleme, işaretleme, kaynaklama

· Tıbbi güzellik

· Excimer lazer ışın şekillendirme

· Isı noktası bastırma

İletişim bilgileri:

Herhangi bir fikriniz varsa, bizimle konuşmaktan çekinmeyin. Müşterilerimiz nerede olursa olsun ve gereksinimlerimiz ne olursa olsun, müşterilerimize yüksek kalite, düşük fiyatlar ve en iyi hizmeti sunma hedefimizi takip edeceğiz.