Kas teate DOE laserite klassifikatsiooni? (1. osa)

Difraktiivse optilise elemendi (DOE) laserid on uus optiline element, mis viimastel aastatel jõudsalt areneb. DOE kasutab difraktsioonielementide kahemõõtmelise jaotuse moodustamiseks tavaliselt mikro-nano-söövitusprotsessi, igal difraktsioonielemendil võib olla spetsiifiline morfoloogia, murdumisnäitaja jne, et peenreguleerida laserlainefrondi faasijaotust. Laser hajus pärast iga difraktsiooniüksuse läbimist ja häiris teatud kaugusel (tavaliselt lõpmatus või läätse fookustasandil), moodustades valguse intensiivsuse spetsiifilise jaotuse.

Joonis 1: A) difraktsiooniliste optiliste elementide skemaatiline kasutamine; B) ülevaade; C) Pinna mikrostruktuuri skeem

Pärast difraktsioonioptiliste elementide tulekut suure võimsusega laseri, lasertöötluse, laserravi, mikroskoopilise pildistamise, LiDAR-i, struktureeritud valgustuse, laserkuvari ja muude valdkondade jaoks, mis näitavad tohutut rakenduspotentsiaali, on selle eelised peamiselt järgmised:

1) Kõrge efektiivsus. Täpselt kavandatud difraktsiooniüksuse struktuur võib tagada, et peaaegu 100 protsenti laserenergiast projitseeritakse vajalikule mustrile ning efektiivsus on palju suurem kui maskidel ja muudel vahenditel.

2) Lihtne kasutada. Difraktiivsed optilised elemendid on väga väikese suuruse ja kaaluga ning neid saab kasutada optilisse teekonda sisestatuna. Enamasti saab seda kasutada tavaliste objektiivide, välipeeglite, mikroskoopiliste objektiividega jne.

3) Paindlikkus. Tänu mikro- ja nanotöötlustehnoloogia kiirele arengule saab DOE-d kohandada erinevate laserite või erineva sihtvalguse intensiivsuse/faasijaotuse jaoks. Samas on DOE rakenduse valgustee struktuur väga lihtne ning erinevate läätsede abil saab saavutada erineva geomeetrilise suurusega valguslaike.

Uut tüüpi optilise seadmena on difraktsiooniliste optiliste elementide valikul/kasutamisel vaja mõista selle omadusi.

2. difraktsioonilise optilise elemendi valiku põhiprintsiibid

Vastavalt erinevatele kasutusaladele võib DOE tavaliselt jagada valgusvihu kujundamiseks, jaotamiseks, struktureeritud valguseks, mitmeks fookuseks, muuks spetsiaalseks kiire genereerimiseks jne. Igal kategoorial on erinevad põhimõtted, disain ja rakenduse omadused. Üldiselt tuleb enne DOE komponentide kasutamist meeles pidada järgmisi põhimõtteid:

1) Difraktiivse optilise elemendi tekitatud kiir ei tohi rikkuda valguse levimisseadust; Selle konstrueeritud spetsiifiline valgustugevuse jaotus saab eksisteerida ainult teatud teravussügavuse piires. Seetõttu ei saa kasutamise ajal nõutav koha topograafia, suurus, töökaugus, teravussügavus jne mõnikord olla mõlemad ning tuleb teha kompromisse;

2) Difraktiivsed optilised elemendid on tavaliselt konstrueeritud vastavalt laseri lainepikkusele, kiire apertuurile, kiire režiimile (M2) ja lähivälja intensiivsuse jaotusele, seega tuleks neid parameetreid enne valimist täpsemalt mõõta. Kasutusparameetrite ja konstruktsiooniparameetrite mittevastavus toob kaasa halva kasutamise või isegi kasutamata jätmise;

3) Difraktiivsed optilised elemendid on langeva valguse nurga suhtes tundlikud ja nõuavad paremat optilise tee reguleerimise täpsust ja stabiilsust;

4) Enamik difraktsioonilisi optilisi elemente reguleerivad täpselt langeva laseri lainefrondi faasi, nii et teised optilise tee komponendid, nagu pöörd-/edastuslääts, lääts jne, peaksid kasutama suure täpsusega ja madala lainetuse erinevusega seadmeid, vastasel juhul see mõjutab lõplikku mõju;

5) Nagu tavaliste optiliste ülekandeelementide puhul, võib difraktsioonioptilised elemendid vastavalt erinevatele lainepikkustele ja laseri intensiivsusele olla valmistatud kvartsist, klaasist, kalliskividest, plastist ja vaikudest, ZnSe-st ja muudest infrapunamaterjalidest ning katta peegeldusvastane kile.

3. Tala kujundav element

Kiirte kujundamine DOE-ga võimaldab saavutada tööpinnal kindlaksmääratud täpikuju (ruut, hulknurk, riba, rõngas ja ring jne) ja energiajaotust (nt tasapinnaline, Gaussi, rõngas, M-tüüp jne).

1) Kübara generaator

Tasapinnalist jaotust kasutatakse mitmesugustes stseenides, nagu lasermeditsiiniline ilu, lasertöötlus, pinnatöötlus jne. Lamedate kiirte generaatorid võivad teisendada ühe põikrežiimiga lasereid (Gaussi jaotus, M2< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① Lameda tala generaatori omadused:

· Sobib ühe ristmoodiga Gaussi kiirele, M2 < 1,3;

· Lamedapealsel generaatoril on parim efekt, kui see asetatakse Gaussi tala vöökohale;

· Lameda tipuga generaator ei suuda tekitada laike, mille skaala on väiksem kui difraktsioonipiir, tavaliselt 1,5–5 korda difraktsioonipiirist;

· Lameda generaatori kasutamisel vajab optiline element madalat laineerinevust ja efektiivne ava peaks olema langeva kiire vöökoha läbimõõt rohkem kui kaks korda suurem, eelistatavalt 2,5 korda suurem;

· Sihtkiire kuju ja intensiivsuse jaotust saab säilitada ainult teatud vahemaa vahemikus, tavaliselt poole koha suurusest;

· Tundlik langeva valguse läbimõõdu, langeva valguse keskasendi, langeva nurga jms suhtes.

② Lametala generaatori peamised rakendused:

· Lasertöötlus ja töötlemine: mikroauk, puurimine, keevitamine, lõikamine, märgistamine, korrosioon

· Meditsiin ja ilu

· Laserekraan

· Märgistus ja trükkimine.

2) Optiline hajuti/homogenisaator

Kiirhomogenisaator võib toota ka valguslaikude erineva kujuga ja ühtlase energiajaotuse (või spetsiifilise jaotuse). Erinevalt lameda ülaosa tala generaatorist, mis muudab Gaussi kiire lamedapealseks jaotuseks, homogeniseerib tala homogenisaator ebaühtlaselt ja ebakorrapäraselt jaotunud laigud. Lameda ülemise tala generaator ühe režiimi jaoks (M2< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

Kiirhomogenisaatorid kasutavad tavaliselt "difusiooninurka", et iseloomustada kollimeeritud kiire lahknemisvõimet pärast seadme läbimist. Erinevate projektsioonialade saavutamiseks saab valida erineva fookuskaugusega objektiive.

①Kasutage tala homogenisaatori omadusi:

· Tundmatu vertikaalse paigutuse ja külgsuunalise kõrvalekalde suhtes;

· Esinemisnurga hälve toob kaasa nulljärjestuse vähese tõusu;

· Tundmatu langeva valguse suuruse ja polarisatsiooni suhtes; Puuduvad erinõuded optiliste komponentide kvaliteedile;

· Väikese M2-ga ühemoodilise laseri homogeniseerimisefekt ei ole hea ja esinevad häired, kuid mustri serv on selge; Suure M2-ga multimoodlaseri homogeniseerimisefekt on väga hea, kuid serv on veidi udune.

joonisel fig. Kiirhomogenisaatori homogeniseeriv toime ühemoodilisele (vasakul) ja mitmerežiimilisele (paremal) laserile

Ühemoodilise laserhomogeniseerimise nõuete jaoks on üldiselt soovitatav kasutada lameda generaatorit juhuks, kui lameda generaatorit ei saa kasutada (nt koht M2 on väike, kuid intensiivsuse jaotus on ebaregulaarne).

② Tala homogenisaatori peamised rakendused:

· Laservalguse intensiivsusega homogeniseerimine ja vormimine

· Töötlemine ja töötlemine: puurimine, sulatamine, märgistamine, märgistamine, keevitamine

· Meditsiiniline ilu

· Eksimerlaseri kiire kujundamine

· Kuumapunkti summutamine

Kontaktinfo:

Kui teil on ideid, võtke meiega ühendust. Pole tähtis, kus meie kliendid on ja millised on meie nõudmised, järgime oma eesmärki pakkuda oma klientidele kõrget kvaliteeti, madalaid hindu ja parimat teenust.