平**光束整形器用途和使用建議

時(shí)間：2022-08-03作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：161

平**光束整形器是一種衍射光學(xué)元件，它將入射高斯光束的相位改變?yōu)橐粋€(gè)平**形狀的能量分布。這篇文章將討論平**光束整形器的用途和什么時(shí)候適合使用它。




激光束整形導(dǎo)論

如今，通過(guò)將激光束塑造成各種針對(duì)特定處理和工藝的能量分布，提高了激光制造的功率利用率和激光加工效果，實(shí)現(xiàn)了較高的激光加工效率和激光加工質(zhì)量。

當(dāng)提到光束整形光學(xué)時(shí)，市場(chǎng)上有幾種不同的方法，較簡(jiǎn)單的方法是粗玻璃，它將穿過(guò)它的光漫射以產(chǎn)生均勻光束，到由多個(gè)透鏡和其他光學(xué)元件組成的復(fù)雜光學(xué)模塊。

本文將重點(diǎn)介紹一種緊湊、經(jīng)濟(jì)、較重要的是能提供較精確的激光束整形方法——衍射光束整形器。

用衍射光束整形器生成平**光束輪廓

是一種解析光學(xué)元件，即它執(zhí)行定義明確的光學(xué)功能，其輸出是一個(gè)已知的連續(xù)相位輪廓，沒(méi)有相位隨機(jī)化。從外形上看，它是一種扁平的窗口片狀元件，其表面以微米級(jí)的步長(zhǎng)蝕刻了*特的計(jì)算機(jī)優(yōu)化圖案。蝕刻圖案在被照射時(shí)會(huì)對(duì)穿過(guò)元件的部分光產(chǎn)生相位延遲。當(dāng)針對(duì)特定輸入光束進(jìn)行正確設(shè)計(jì)時(shí)，可以控制這些相位延遲，較終在輸出端生成具有幾乎任何所需形狀和尺寸特征的圖像。此外，生成的光束整形器光在形狀內(nèi)具有非常均勻和均勻的能量分布，在包含能量的區(qū)域和不包含能量的區(qū)域之間具有尖銳的邊緣。

這種類(lèi)型的能量分布，當(dāng)聚焦時(shí)，可以為許多激光系統(tǒng)集成商提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別是在材料加工應(yīng)用，如激光微加工，太陽(yáng)能板的精確劃片等。




為什么激光束需要激光束整形?

雖然激光加工功率越來(lái)越高，但在激光系統(tǒng)的整個(gè)系統(tǒng)周期中，從設(shè)計(jì)到工程到運(yùn)行，功率仍然是較昂貴的組成部分之一。因此，建議以較優(yōu)化的方式利用可用的功率。這就是衍射平**光束成形器的用武之地。

在大多數(shù)情況下，整形激光束是為特定系統(tǒng)和工藝參數(shù)定制設(shè)計(jì)的。它通常以一種方式定義，該方式將確定輸出略**所需激光加工過(guò)程閾值（Laser processing threshold）的平坦度，以避免任何不必要的能源浪費(fèi)。輸出光束的形狀和尺寸也將根據(jù)所需的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)較大的加工效率，并且與使用非成形光束（高斯光束）相比，提高設(shè)備閾值。

此外，由于衍射光學(xué)元件制造過(guò)程的零角度公差，將平**光束整形器集成到系統(tǒng)中可確保多個(gè)類(lèi)似設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間的過(guò)程可重復(fù)性，與激光脈沖能量不同，加工區(qū)域不依賴(lài)于激光脈沖能量。具有典型高斯光束的情況。




平**光束整形器能量分布與高斯光束能量分布

什么時(shí)候建議使用平**光束整形激光器?

并不是每一個(gè)系統(tǒng)都可以使用平**光束整形器，也不是所有系統(tǒng)都應(yīng)該使用。

由于其*特的品質(zhì)，它們經(jīng)常用于高**激光加工系統(tǒng)中。平**光束整形器通常集成到非常需要精確處理的高精度激光加工設(shè)備中，尤其適合批量裝配激光加工設(shè)備的情況。如果平**光斑的面積大于所需的處理區(qū)域，則會(huì)對(duì)處理的工件造成損壞。 

使用平**光束整形器有一些硬性要求——輸入必須是M^2 值 < 1.5 的高度相干單模光束，還有一個(gè)附加條件是光束直徑與光學(xué)清晰孔徑的比值。

在輸入光束是多模光束時(shí)，則可以使用其他激光束整形器，如衍射擴(kuò)散器或?qū)拵U(kuò)散器。這兩種選擇都提供了良好的整形質(zhì)量和增加的系統(tǒng)加工效率，通常用于需要處理的大面積區(qū)域，而不是集中的區(qū)域。




一些關(guān)于激光束整形的問(wèn)題

什么是激光束整形？

從廣義上講，激光束整形是指生成與輸入光束不同的激光束輸出圖像。

激光束整形器如何工作？

激光束整形器有不同的方法和類(lèi)型，每種都提供不同的質(zhì)量，適用于不同的系統(tǒng)。這些包括平**光束整形器、衍射擴(kuò)散器、寬帶擴(kuò)散器等。




建議何時(shí)使用平**光束整形器？

Holoor建議在具有高**、高功率的單模激光系統(tǒng)中使用平**光束整形器，它可以?xún)?yōu)化脈沖功率使用和處理區(qū)域的工藝精度。






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