衍射分束器使用案例：激光分束器可實(shí)現(xiàn)高效率激光穿孔

時(shí)間：2022-11-26作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：227

激光分束器可實(shí)現(xiàn)高效率激光穿孔，通過精確地分束來實(shí)現(xiàn)許多激光應(yīng)用。通過使用衍射激光分束器分束，利用激光鉆孔、激光打孔可以同時(shí)制造許多孔，從而實(shí)現(xiàn)較高的加工速度和產(chǎn)量。單個(gè)DOE分束器和大角度掃描場鏡，足以在很短的時(shí)間內(nèi)覆蓋**過20X20cm的大面積穿孔圖案，從而實(shí)現(xiàn)高速輥式生產(chǎn)方案。越來越多的激光分束器應(yīng)用在薄片穿孔領(lǐng)域，其典型的使用案例有：食品包裝穿孔，生產(chǎn)定制設(shè)計(jì)的過濾器，材料的預(yù)弱化，香煙過濾嘴等。

使用激光束的穿孔通常也**其他方法，因?yàn)樗粫Π宀氖┘尤魏瓮獠繖C(jī)械力，從而能夠?qū)σ姿椴牧线M(jìn)行穿孔。它也易于集成，可以整合到現(xiàn)有的制造工藝中。

一、定義：什么是衍射分束器？

衍射分束器或多點(diǎn)分束器（MS）是一種周期性的光柵狀衍射光學(xué)元件 (DOE)。它按照預(yù)先設(shè)定好的理想排列與間隔格式，將單束輸入光束分成若干輸出光束。輸出光束有時(shí)稱為衍射級。

這種分割可以沿著一條線（一維分束器）或進(jìn)入矩陣（二維分束器），包括正方形、六邊形或矩形陣列排列。分束器是一種周期性的相位元件，類似于光柵，經(jīng)過優(yōu)化，可在設(shè)計(jì)波長處提供一定的分光角度，并具有較高的效率。由于分束器相位是周期性的，因此這些元件對光束的中心或光束尺寸不敏感，分束角僅由設(shè)計(jì)和激光波長決定。




分束后，光束陣列通常使用聚焦透鏡聚焦，以在焦平面上產(chǎn)生斑點(diǎn)陣列。這些光斑的大小與沒有DOE的激光束的光斑尺寸相同，并且由輸入激光束的直徑，透鏡EFL，波長和激光束質(zhì)量（M2）決定。

二、使用案例：

-食品包裝穿孔：

食品包裝用于通過將食品與外界空氣和濕氣隔離開來保持食品的新鮮度。但新鮮農(nóng)產(chǎn)品通常會在包裝內(nèi)產(chǎn)生水蒸氣，無法從氣密包裝中逸出，從而增加濕度并破壞農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度。出于這個(gè)原因，食品包裝使用激光束打孔，這些激光束通過激光束整形光學(xué)元件精心挑選的孔徑大小，以優(yōu)化包裝的透氣性和保鮮?？字g的間距也可以以較高精度控制，并且可以通過切換DOE輕松更改。所有這些同時(shí)保持整個(gè)穿孔表面的高度一致性，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的高產(chǎn)量。

-生產(chǎn)定制設(shè)計(jì)的過濾器：

被稱為微塑料的微型塑料顆粒隨廢水進(jìn)入我們的海洋，對我們的生物生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。為了減少這種污染，需要設(shè)計(jì)一種微型篩網(wǎng)，以使大量的水一次通過篩網(wǎng)，同時(shí)捕捉微塑料并防止它們進(jìn)入海洋。使用具有微型光束尺寸的激光穿孔，可以生產(chǎn)這樣的過濾器，以允許水自由通過并僅篩除微塑料顆粒和其他具有相似尺寸的顆粒。

-材料的預(yù)弱化：

大面積的微穿孔可以以非?？煽氐姆绞较魅踅o定材料的結(jié)構(gòu)完整性。這對于各種應(yīng)用來說都是合乎需要的，從削弱塑料包裝以使其易于打開，到在汽車的塑料內(nèi)表面穿孔以使安全氣囊在需要時(shí)能夠充氣。由于孔的微觀性質(zhì)，這些圖案可以用肉眼看不見，從而使汽車和其他制造商可以在不影響外觀的情況下利用這項(xiàng)技術(shù)。

-香煙濾紙穿孔：

為了使香煙煙霧較*呼吸，香煙公司將空氣與吸入混合，使其密度降低，因此對喉嚨的刺激性降低。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，香煙過濾器上打有微孔，在吸入時(shí)允許空氣與煙霧混合，同時(shí)保持過濾器的結(jié)構(gòu)完整性。這種激光穿孔具有比機(jī)械手段高得多的產(chǎn)量，同時(shí)保持了濾紙的美觀性。




三、激光穿孔與機(jī)械穿孔相比有哪些優(yōu)勢？

使用激光分束器將激光束分成多個(gè)子光束，利用激光鉆孔、激光打孔來實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量，且每個(gè)子光束的光學(xué)特性與輸入光束相同。每個(gè)子光束都打一個(gè)孔，它們一起可以同時(shí)覆蓋具有數(shù)千個(gè)孔的大面積區(qū)域，并且它們的位置具有**的準(zhǔn)確性。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是激光束不會對穿孔材料施加物理壓力，從而可以對脆弱的基材進(jìn)行穿孔。















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