Da li znate klasifikaciju DOE lasera? (1. dio)

Laseri s difrakcijskim optičkim elementom (DOE). je novi optički element koji se intenzivno razvija posljednjih godina. DOE obično usvaja proces mikro-nano jetkanja kako bi formirao dvodimenzionalnu distribuciju difrakcijskih elemenata, svaki element difrakcije može imati specifičnu morfologiju, indeks prelamanja, itd., kako bi fino regulirao faznu distribuciju laserskog valnog fronta. Laser je difraktirao nakon prolaska kroz svaku difrakcijsku jedinicu i interferirao na određenoj udaljenosti (obično beskonačno ili fokalna ravan sočiva), formirajući specifičnu raspodjelu intenziteta svjetlosti.

Slika 1: A) shematsko korištenje difrakcijskih optičkih elemenata; B) Nacrt; C) Šema mikrostrukture površine

Nakon pojave difrakcijskih optičkih elemenata u laserima velike snage, laserskoj obradi, laserskom medicinskom tretmanu, mikroskopskim slikama, LiDAR-u, strukturiranoj svjetlosnoj rasvjeti, laserskom displeju i drugim poljima kako bi se pokazao ogroman potencijal primjene, njegove prednosti su uglavnom:

1) Visoka efikasnost. Precizno dizajnirana struktura difrakcijske jedinice može osigurati da se gotovo 100 posto laserske energije projektuje na traženi uzorak, a efikasnost je mnogo veća nego kod maski i drugih sredstava.

2) Jednostavan za upotrebu. Difrakcijski optički elementi imaju vrlo malu veličinu i težinu i mogu se koristiti kada se umetnu u optičku stazu. U većini slučajeva može se koristiti sa standardnim sočivima, ogledalima, mikroskopskim objektivima itd.

3) Fleksibilnost. Zahvaljujući brzom razvoju mikro i nano tehnologije obrade, DOE se može prilagoditi za različite lasere ili različite distribucije intenziteta/faze ciljanog svjetla. U isto vrijeme, struktura putanje svjetlosti u aplikaciji DOE je vrlo jednostavna, a različita sočiva se mogu koristiti za postizanje svjetlosnih mrlja različitih geometrijskih veličina.

Kao novi tip optičkog uređaja, potrebno je razumjeti njegove karakteristike pri odabiru/upotrebi difrakcijskih optičkih elemenata.

2. osnovni principi odabira difrakcijskih optičkih elemenata

Prema različitim namjenama, DOE se obično može podijeliti na oblikovanje zraka, cijepanje snopa, strukturirano svjetlo, više fokusa, drugu specijalnu generaciju snopa, itd. Svaka kategorija ima različite principe, dizajn i karakteristike primjene. Općenito, sljedeća načela moraju se primijetiti prije nego što se odlučite za korištenje DOE komponenti:

1) Snop generiran difrakcijskim optičkim elementom ne može narušiti zakon prostiranja svjetlosti; Specifična distribucija intenziteta svjetlosti koju on konstruira može postojati samo unutar određene dubine polja. Stoga, kada se koristi, potrebna topografija tačke, veličina, radna udaljenost, dubina polja, itd., ponekad ne mogu biti i jedno i drugo, i potrebno je napraviti kompromise;

2) Difrakcijski optički elementi se obično dizajniraju prema talasnoj dužini lasera, otvoru zraka, modu snopa (M2) i distribuciji intenziteta bliskog polja, tako da ove parametre treba preciznije izmjeriti prije odabira. Neusklađenost između upotrebnih parametara i parametara dizajna će dovesti do lošeg efekta upotrebe ili čak do neiskorišćenosti;

3) Difrakcioni optički elementi su osetljivi na ugao upadne svetlosti i zahtevaju bolju tačnost i stabilnost podešavanja optičke putanje;

4) Većina difrakcijskih optičkih elemenata precizno reguliše fazu talasnog fronta upadnog lasera, tako da druge komponente u optičkoj putanji, kao što su inverzno/transmisiono sočivo, sočivo, itd., treba da koriste visokoprecizne i niskotalasne diferentne uređaje, u suprotnom, to će uticati na konačni efekat;

5) Kao i kod konvencionalnih transmisionih optičkih elemenata, prema zahtjevima različitih talasnih dužina i intenziteta lasera, difrakcioni optički elementi mogu biti izrađeni od kvarca, stakla, dragulja, plastike i smole, ZnSe i drugih infracrvenih materijala, a mogu se i obložiti antirefleks film.

3. Element za oblikovanje grede

Oblikovanjem snopa pomoću DOE može se postići zadani oblik tačke (kvadrat, poligon, traka, prsten, krug, itd.) i raspodjela energije (kao što je ravna vrh, Gaussov, prsten, M-tip, itd.) na radnoj površini.

1) Generator cilindara

Distribucija ravnog vrha se koristi u raznim scenama kao što su laserska medicinska ljepota, laserska obrada, površinski tretman itd. Generatori snopa s ravnim vrhom mogu transformirati lasere s jednim poprečnim modom (Gausova raspodjela, M2< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① Karakteristike generatora ravne grede:

· Pogodno za jednostruki transverzalni Gausov snop, M2 < 1,3;

· Generator sa ravnim vrhom ima najbolji efekat kada se postavi na struk Gaussovog snopa;

· Generator s ravnim vrhom ne može proizvesti mrlje sa skalom manjom od granice difrakcije, obično 1,5 do 5 puta granice difrakcije;

· Kada je generator ravnog vrha u upotrebi, optički element zahteva malu razliku talasa, a efektivni otvor treba da bude više od dvostrukog prečnika struka upadnog snopa, poželjno 2,5 puta;

· Oblik ciljanog snopa i distribucija intenziteta mogu se održavati samo unutar određenog raspona udaljenosti, obično polovine veličine tačke;

· Osetljiv na prečnik upadne svetlosti, središnji položaj upadne svetlosti, ugao upada itd.

② Glavne primjene generatora s ravnim vrhom:

· Laserska obrada i tretman: mikrorupa, bušenje, zavarivanje, sečenje, obeležavanje, korozija

· Medicina i ljepota

· Laserski displej

· Označavanje i štampanje.

2) Optički difuzor/Homogenizator

Homogenizator snopa također može proizvesti različite oblike i ujednačenu raspodjelu energije (ili specifične raspodjele) svjetlosnih mrlja. Za razliku od generatora snopa s ravnim vrhom, koji pretvara Gaussov snop u distribuciju ravnog vrha, homogenizator snopa homogenizira neujednačene i nepravilno raspoređene mrlje. Generator ravnog gornjeg snopa za single mod (M2< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

Homogenizatori snopa obično koriste "ugao difuzije" za karakterizaciju sposobnosti divergencije kolimiranog snopa nakon prolaska kroz uređaj. Objektivi različitih žižnih daljina mogu se odabrati kako bi se postigla različita područja projekcije.

①Koristite karakteristike homogenizatora zraka:

· Neosetljiv na vertikalno postavljanje i bočno odstupanje;

· Devijacija upadnog ugla će dovesti do blagog povećanja u nultom redu;

· Neosetljiv na veličinu i polarizaciju upadne svetlosti; Nema posebnih zahtjeva za kvalitetu optičkih komponenti;

· Efekat homogenizacije monomodnog lasera sa malim M2 nije dobar, i postoje ivice interferencije, ali ivica uzorka je jasna; Efekat homogenizacije multimodnog lasera sa velikim M2 je veoma dobar, ali je ivica blago zamućena.

Fig. Homogenizirajući učinak homogenizatora snopa na monomodnom (lijevo) i višemodnom (desno) laseru

Za potrebe homogenizacije monomodnog lasera, generalno se preporučuje upotreba generatora sa ravnim vrhom, u slučaju da se generator sa ravnim vrhom ne može koristiti (kao što je tačka M2 mala, ali je distribucija intenziteta nepravilna).

②Glavne primjene homogenizatora zraka:

· Homogenizacija i oblikovanje intenziteta laserskog svjetla

· Obrada i obrada: bušenje, topljenje, obeležavanje, obeležavanje, zavarivanje

· Medicinska lepota

· Oblikovanje zraka ekscimer lasera

· Suzbijanje toplotnih tačaka

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvu ideju, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje se nalaze naši kupci i koji su naši zahtjevi, mi ćemo slijediti naš cilj da našim kupcima pružimo visok kvalitet, niske cijene i najbolju uslugu.