هل تعرف تصنيف ليزر DOE؟ (الجزء الأول)

ليزر العنصر البصري الانكساري (DOE) هو عنصر بصري جديد يتطور بقوة في السنوات الأخيرة. عادة ما تتبنى وزارة الطاقة عملية حفر بالنانو الدقيقة لتشكيل توزيع ثنائي الأبعاد لعناصر الحيود ، يمكن أن يكون لكل عنصر حيود شكل محدد ، مؤشر انكسار ، وما إلى ذلك ، لتنظيم توزيع الطور لواجهة موجة الليزر. انحرف الليزر بعد مروره عبر كل وحدة حيود وتداخل على مسافة معينة (عادةً ما يكون اللانهاية أو المستوى البؤري للعدسة) ، مشكلاً توزيعًا محددًا لشدة الضوء.

الشكل 1: أ) الاستخدام التخطيطي للعناصر البصرية الانعراجية ؛ ب) مخطط تفصيلي. ج) التخطيطي السطحي المجهرية

بعد ظهور العناصر البصرية للحيود في الليزر عالي الطاقة ، والمعالجة بالليزر ، والعلاج الطبي بالليزر ، والتصوير المجهري ، و LiDAR ، والإضاءة الهيكلية ، وشاشة الليزر ، وغيرها من المجالات لإظهار إمكانات تطبيق ضخمة ، تتمثل مزاياها بشكل أساسي في:

1) كفاءة عالية. يمكن أن يضمن هيكل وحدة الحيود المصمم بدقة أن يتم إسقاط ما يقرب من 100 في المائة من طاقة الليزر وفقًا للنمط المطلوب ، وأن الكفاءة أعلى بكثير من كفاءة الأقنعة والوسائل الأخرى.

2) سهل الاستخدام. العناصر الضوئية الانشطارية لها حجم ووزن صغيران جدًا ويمكن استخدامها عند إدخالها في المسار البصري. في معظم الحالات ، يمكن استخدامه مع العدسات القياسية والمرايا الميدانية والأهداف المجهرية وما إلى ذلك.

3) المرونة. بفضل التطور السريع لتقنية المعالجة الدقيقة والنانوية ، يمكن تخصيص وزارة الطاقة لأنواع الليزر المختلفة أو توزيعات كثافة / طور الضوء المستهدفة المختلفة. في الوقت نفسه ، فإن بنية مسار الضوء لتطبيق DOE بسيطة للغاية ، ويمكن استخدام عدسات مختلفة لتحقيق بقع ضوئية بأحجام هندسية مختلفة.

كنوع جديد من الأجهزة البصرية ، من الضروري فهم خصائصها عند اختيار / استخدام العناصر البصرية الانعراجية.

2. المبادئ الأساسية لاختيار العنصر البصري الانكساري

وفقًا للاستخدامات المختلفة ، يمكن عادةً تقسيم DOE إلى تشكيل الشعاع ، وتقسيم الحزمة ، والضوء المنظم ، والتركيز المتعدد ، وتوليد الحزمة الخاصة الأخرى ، وما إلى ذلك. لكل فئة مبادئ وتصميم وخصائص تطبيق مختلفة. بشكل عام ، يجب ملاحظة المبادئ التالية قبل اختيار استخدام مكونات وزارة الطاقة:

1) الشعاع الناتج عن العنصر البصري الانكساري لا يمكن أن ينتهك قانون انتشار الضوء ؛ لا يمكن أن يوجد توزيع شدة الضوء المحدد الذي تم إنشاؤه بواسطته إلا ضمن عمق مجال معين. لذلك ، عند الاستخدام ، لا يمكن أن تكون التضاريس والحجم ومسافة العمل وعمق المجال وما إلى ذلك مطلوبة في بعض الأحيان ، ويجب إجراء المقايضات ؛

2) عادة ما يتم تصميم العناصر البصرية الانعكاسية وفقًا لطول موجة الليزر ، وفتحة الحزمة ، ووضع الشعاع (M2) ، وتوزيع شدة المجال القريب ، لذلك يجب قياس هذه المعلمات بدقة أكبر قبل الاختيار. سيؤدي عدم التطابق بين معلمات الاستخدام ومعلمات التصميم إلى ضعف تأثير الاستخدام أو حتى عدم استخدامه ؛

3) العناصر البصرية الانعكاسية حساسة لزاوية الضوء الساقط وتتطلب دقة واستقرار أفضل في تعديل المسار البصري ؛

4) تنظم معظم العناصر الضوئية الانعراجية بدقة مرحلة واجهة الموجة لليزر الساقط ، لذلك يجب أن تستخدم المكونات الأخرى في المسار البصري مثل العدسة المعكوسة / العدسة ، والعدسة ، وما إلى ذلك ، أجهزة فرق عالية الدقة ومنخفضة الموجة ، وإلا ، سيؤثر على التأثير النهائي ؛

5) كما هو الحال مع العناصر البصرية للإرسال التقليدي ، وفقًا لمتطلبات الأطوال الموجية المختلفة وشدة الليزر ، يمكن صنع عناصر الانعراج الضوئية من الكوارتز والزجاج والأحجار الكريمة والبلاستيك والراتنجات و ZnSe ومواد الأشعة تحت الحمراء الأخرى ، ويمكن أيضًا أن تكون مطلية بـ فيلم مضاد للانعكاس.

3. عنصر تشكيل الشعاع

يمكن أن يحقق تشكيل الحزمة باستخدام DOE الشكل الموضعي المحدد (مربع ، ومضلع ، وشريط ، وحلقة ، ودائرة ، وما إلى ذلك) وتوزيع الطاقة (مثل القمة المسطحة ، والغاوسية ، والحلقة ، والنوع M ، وما إلى ذلك) على سطح العمل.

1) مولد القبعة العلوية

يتم استخدام التوزيع المسطح العلوي في مشاهد مختلفة مثل التجميل الطبي بالليزر والمعالجة بالليزر ومعالجة الأسطح وما إلى ذلك. يمكن لمولدات الأشعة المسطحة تحويل أشعة الليزر ذات الوضع العرضي الفردي (التوزيع الغوسي ، M2< 1.3) Transform into a circular, square, strip, and other uniform light intensity and clear edge distribution.

① ميزات مولد الشعاع المسطح:

· مناسبة لحزمة غاوسية أحادية الوضع العرضي ، M2 <1.3 ؛

· المولد ذو القمة المسطحة له أفضل تأثير عند وضعه على خصر شعاع غاوسي ؛

· لا يستطيع المولد ذو القمة المسطحة إنتاج بقع بمقياس أصغر من حد الانعراج ، وعادة ما يكون 1.5 إلى 5 أضعاف حد الانعراج ؛

· عندما يكون المولد ذو القمة المسطحة قيد الاستخدام ، يتطلب العنصر البصري اختلافًا منخفضًا في الموجة ، ويجب أن تكون الفتحة الفعالة أكثر من ضعف قطر خصر الحزمة الساقطة ، ويفضل 2.5 مرة ؛

· لا يمكن الحفاظ على شكل الحزمة المستهدفة وتوزيع الكثافة إلا ضمن نطاق مسافة معين ، وعادة ما يكون نصف حجم البقعة ؛

· حساس لقطر الضوء الساقط ، موضع مركز الضوء الساقط ، زاوية السقوط ، إلخ.

التطبيقات الرئيسية لمولد الشعاع المسطح:

· المعالجة والمعالجة بالليزر: الثقب الدقيق ، الحفر ، اللحام ، القطع ، الوسم ، التآكل

· الطب والجمال

· عرض ليزر

· الوسم والطباعة.

2) الناشر البصري / الخالط

يمكن أن ينتج مجانس الحزمة أيضًا مجموعة متنوعة من الأشكال وتوزيعًا موحدًا للطاقة (أو توزيعًا محددًا) للبقع الضوئية. على عكس مولد الحزمة المسطحة ، الذي يحول الحزمة الغوسية إلى توزيع علوي مسطح ، يقوم المجانس الشعاعي بتجانس البقع غير المنتظمة وغير المنتظمة. مولد شعاع علوي مسطح للوضع الفردي (M2.2)< 1.3) Laser use, beam homogenizer for multi-mode laser homogenization effect is better.

عادةً ما تستخدم مجانسات الشعاع "زاوية الانتشار" لتوصيف قدرة التباعد للحزمة الموازية بعد المرور عبر الجهاز. يمكن اختيار عدسات ذات أطوال بؤرية مختلفة لتحقيق مناطق عرض مختلفة.

① استخدام خصائص مجانس الشعاع:

· غير حساس للوضع العمودي والانحراف الجانبي.

· انحراف زاوية السقوط سيؤدي إلى زيادة طفيفة في الترتيب الصفري ؛

· غير حساس لحجم الضوء الساقط والاستقطاب ؛ لا توجد متطلبات خاصة لجودة المكونات البصرية ؛

· تأثير التجانس لليزر أحادي النمط باستخدام M2 صغير ليس جيدًا ، وهناك هامش تداخل ، لكن حافة النمط واضحة ؛ إن تأثير التجانس لليزر متعدد الأنماط مع M2 كبير جيد جدًا ، لكن الحافة غير واضحة قليلاً.

تين. تأثير التجانس لمجانسة الحزمة على ليزر أحادي الوضع (يسار) ومتعدد الوضع (يمين)

بالنسبة لمتطلبات التجانس بالليزر أحادي الوضع ، يوصى عمومًا باستخدام مولد علوي مسطح ، في حالة عدم إمكانية استخدام المولد المسطح (مثل البقعة M2 صغيرة ، لكن توزيع الكثافة غير منتظم).

التطبيقات الرئيسية لجهاز تجانس الشعاع:

· تجانس وتشكيل شدة ضوء الليزر

· المعالجة والمعالجة: الحفر ، الصهر ، الوسم ، الوسم ، اللحام

· الجمال الطبي

· تشكيل شعاع الليزر الإكسيمر

· إخماد بقعة الحرارة

معلومات الاتصال:

إذا كانت لديك أية أفكار ، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا ومتطلباتنا ، سوف نتبع هدفنا لتزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.