Оптика и кристаллы серии SLB Формирователи луча DOE Преломляющие оптические модули

1. Формирователи луча DOE серии SLB

1.1 Гомогенизаторы ДОЭ

Гомогенизатор ДОЭ представляет собой плоский оптический элемент, разработанный по принципу дифракционной оптики, состоящий из тонких пленок жидкокристаллического полимера (ЖКП) и двух оконных листов N-BK7.В соответствии с известными параметрами падающего света, фокусным расстоянием линзы и ожидаемыми параметрами исходящего света этап проектирования рассчитывается путем точечного картирования.Наконец, заданное геометрическое распределение фазы вводится в пленку LCP для придания формы и гомогенизации падающего света гауссовой формы (TEM00, M2<1,3).Гомогенизатор DOE позволяет добиться эффекта неколлимированной гомогенизации любой геометрической формы, например квадратной, круглой и линейной для одномодовых лазеров.Благодаря своим преимуществам, таким как высокая однородность, высокий коэффициент пропускания, высокий порог повреждения и четкая граница, он имеет большие перспективы применения в лазерной медицинской косметологии, лазерной обработке, обработке поверхности и других сценариях, таких как лазерная сварка, лазерная маркировка, лазерная резка и т. д. красота кожи и лазерное лечение.Это может обеспечить более высокое использование энергии, лучшее качество обработки, более высокую точность обработки, а также более гибкую и контролируемую регулировку масштаба обработки.Помимо стандартных продуктов, мы также обеспечиваем гибкую настройку характеристик параметров.Если вам нужна УФ/мощная гомогенизация DOE, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Особенности продукта

• Плоская конструкция, небольшой размер, простота сборки.
• Гомогенизация типа трансмиссии с высоким коэффициентом использования энергии
• Непрерывная фаза, высокая дифракционная эффективность и хороший эффект гомогенизации.
• Гибкость настройки, возможность регулировки одинакового размера пятна.
• Неколлимационная гомогенизация, подходящая для высококачественных одномодовых лазеров.

Стандартная модель продукта

Рабочий параметр

• Размер выходного пятна: размер полуволны нормализованного энергетического распределения пятна.
• Неравномерность выходного светового пятна: Среднеквадратичное отклонение энергии в области, где нормализованное распределение энергии светового пятна составляет более 90%.
• Ширина зоны передачи: ширина краевой области, соответствующая нормализованному диапазону энергии 13,5–90 %.
• Дифракционная эффективность: отношение нормализованного распределения энергии более 90% светового пятна ко всей исходящей световой энергии.

Кривая производительности

Пример единого светового пути приложения DOE

1.2 Светоделитель Министерства энергетики США

Разделение луча DOE часто реализует использование либо периодической фазы, основанной на точках пикселей, либо комбинации решеточных каскадов для достижения одномерных или двумерных, нечетных или четных эффектов разделения луча.Предоставляемые нами светоделительные ДОЭ делятся на светоделители с многослойной решеткой и светоделители на жидких кристаллах.Многослойный решетчатый светоделитель (MLGS) изготовлен из стеклянной подложки N-BK7 и материала жидкокристаллических полимеров (LCP), состоящего из трех 1-дюймовых подложек с двойными краями, покрытых слоями LCP со структурой решетки и волновых пластин, и представляет собой одинарный устройство с длиной волны.Когда падающий свет линейно поляризован, светоделитель с многослойной решеткой может обеспечить одномерное или двумерное разделение четырех лучей на основе взаимного расположения линий решетки на всех уровнях, которое является параллельным или вертикальным.Получающиеся лучи имеют циркулярную поляризацию с разным вращением, а угол их расщепления связан с периодом каждого уровня решетки.Каскадные решетки имеют высокий коэффициент пропускания, а благодаря лучшей фазовой конструкции и точному управлению задержкой они имеют более высокую эффективность и однородность разделения луча, чем типичные решетчатые светоделители Dammam, и могут обеспечить высокую точность угла разделения луча.Наш жидкокристаллический светоделитель (LCBS) DOE изготовлен из стеклянной подложки N-BK7 и жидкокристаллического полимера (LCP) и представляет собой типичную плоскую сэндвич-структуру как устройство с одной длиной волны.Фазовая структура жидкокристаллического светоделителя DOE разработана на основе принципов дифракционной оптики в соответствии с ожидаемым режимом расщепления луча, расстоянием между пятнами разделения луча или углом разделения луча.Ожидаемый эффект расщепления пучка достигается за счет выделения энергии соответствующего порядка дифракции.По сравнению с каскадными решетчатыми светоделителями, DOE для разделения луча не требует состояния поляризации падающего света и может обеспечить нечетное расщепление луча;По сравнению с светоделителем на решетке Даммам, дифракционная эффективность разделения луча DOE и однородность пятна разделения луча лучше;По сравнению с традиционным травлением ДОЭ, в жидкокристаллическом ДОЭ с расщеплением луча легче добиться фазовых изменений нескольких порядков, что приводит к более высокой эффективности дифракции и значительному снижению сложности процесса.Таким образом, основываясь на преимуществах жидкокристаллического разделения луча DOE, таких как высокая дифракционная эффективность, высокая однородность разделения луча, высокая точность угла разделения, низкий неэффективный уровень дифракционного уровня шумового воздействия и простота процесса, его можно использовать во многих направлениях применения, таких как как параллельная лазерная обработка, обнаружение оптических датчиков, оптическая эстетическая медицина, для повышения эффективности и последовательности обработки.

Стандартная рабочая длина волны λ для разделения луча, которую мы предоставляем, составляет 532 нм и 1064 нм, с каскадной решеткой, режим разделения луча 1 × 4 и 2 × 2, режим разделения луча LCP, режим разделения луча DOE имеет 1 × 3, 1 × 9 и 2. ×3 варианта.В дополнение к существующим стандартным продуктам мы также обеспечиваем гибкую настройку различных спецификаций параметров для удовлетворения разнообразных потребностей пользователей в различных приложениях.

Особенности продукта

• Плоская структура, небольшой размер, простота интеграции
• Передающий элемент с высоким коэффициентом использования энергии
• Непрерывная фаза, высокая дифракционная эффективность и хорошая однородность разделения луча
• Гибкая настройка, высокая точность угла разделения луча и регулируемый угол разделения луча
• Подходит для разделения луча различных типов источников света.

Стандартная модель продукта

Рабочий параметр

• Равномерность разделения луча: для энергии каждого пятна луча, полученной в результате разделения луча, однородность определяется как (1 диапазон/сумма) × 100%.
• Дифракционная эффективность: отношение эффективной энергии порядка, полученной в результате расщепления луча, к энергии всего излучаемого света.
• Угол разделения луча: существуют разные определения для разных методов разделения луча.

Кривая производительности

Пример применения ДОЭ с разделением луча в настройке оптического пути

1.3 Формирование фокуса Министерства образования

DOE формирования фокуса может модулировать распределение энергии луча в направлении z, что можно разделить на два эффекта: формирование глубины фокуса и формирование нескольких фокусов.Обычно используется при резке при лазерной обработке для получения более гладких участков резки и лучшего качества резки.Мы предлагаем два типа ДОЭ для формирования фокуса: с большой фокусной глубиной и мультифокальной глубиной.DOE с длинной фокусной глубиной представляет собой плоскую конусную линзу (PB Axicon, PBA) на основе стеклянной подложки N-BK7 и материала жидкокристаллических полимеров (LCP), представляющую собой сэндвич-структуру, в которой «передняя и задняя часть — стеклянные подложки, средняя — функциональная пленка LCP». В слое LCP ориентация быстрой оси молекул жидкого кристалла демонстрирует эквипериодическое распределение градиента вдоль радиального направления подложки и имеет одинаковую ориентацию во всей плоскости устройства с фазовой задержкой λ/2 для устройств с одной длиной волны. Линзы с плоским конусом обладают оптическими свойствами, связанными с поляризацией, и могут использоваться для достижения кругового схождения или расхождения световых лучей в зависимости от состояния поляризации падающего луча; когда падающий свет остается поляризованным по кругу, его также можно использовать для генерации лучей Бесселя. с недифракционными характеристиками и характеристиками самовосстановления.По сравнению с традиционными коническими линзами, наши плоскоконические линзы имеют плоскую структуру без трехмерного конического кончика и их легче интегрировать.При этом структурное формирование его конусной вершины зависит от изменения ориентации молекул жидкого кристалла, что позволяет достичь точности обработки на уровне микрометра.Кроме того, он также имеет характеристику большой дисперсии.

Мультифокальный (MF) DOE также изготовлен из стеклянной подложки N-BK7 и жидкокристаллического полимерного материала, состоящего из двух 1-дюймовых стеклянных подложек и одного слоя LCP на этапе проектирования, что делает его устройством с одной длиной волны.Мультифокальный ДОЭ — это дифракционный оптический элемент, используемый для формирования фокуса, который позволяет добиться осевой фокусировки падающего света в фиксированное количество равноотстоящих друг от друга и равномерных по энергии фокальных точек.Он использует принцип дифракции света для проектирования фазы и посредством оптической ориентации формирует заданную фазовую структуру в пленке жидкокристаллического полимера, тем самым достигая фазовой модуляции падающего света и рассеивая его на разных уровнях дифракции. Наконец, используйте фокусирующую линзу. сосредоточить внимание на каждом уровне, чтобы сформировать несколько координационных точек.Поэтому мультифокальные ДОЭ обычно используются в сочетании с объективами, чтобы облегчить реализацию мультифокальных требований в общих сценариях применения.Многофокусный ДОЭ в основном используется для лазерной резки по глубине, например, для резки прозрачного стекла, сапфира и т. д. По сравнению с традиционной лазерной резкой, он может использовать ряд равномерно расположенных осевых фокусов для выполнения глубокой резки материалов, чтобы достичь идеальная ровная секция.

Мы предлагаем 1-дюймовые стандартные плоскоконусные линзы с рабочими длинами волн 532, 633, 1064 нм и углами отклонения (половинными углами) 0,5°, 1°, 2,0°, 2,3° и 4,7°.Мы также предоставляем стандартные мультифокальные ДОЭ с рабочей длиной волны 1064 нм с 3 и 5 фокусными точками.В дополнение к стандартным продуктам мы также поддерживаем гибкую настройку спецификаций параметров, чтобы удовлетворить разнообразные потребности пользователей в различных сценариях применения.

Особенности продукта

• Плоская структура, небольшой размер, простота интеграции
• Передающий элемент с высоким коэффициентом использования энергии
• Дифракционная конусная линза имеет высокую точность «конуса конуса», эффективность дифракции и дополнительную глубину резкости.
• Многофокальная настройка DOE является гибкой: можно регулировать количество фокусных точек, расстояние между ними и распределение энергии.
• Подходит для высококачественных одномодовых лазеров.

Стандартная модель продукта

Параметр производительности

• Угол отклонения: половина угла схождения или расхождения исходящего луча, полученного после входящего коллимированного луча.
• Однородность фокальной энергии: для энергии каждой фокальной точки, полученной путем мультифокального формирования, однородность определяется как (1-диапазон/сумма) × 100%.
• Пропорция нулевого порядка: отношение энергии пятна нулевого порядка, полученной путем формирования большой глубины фокуса, ко всей исходящей световой энергии.

Кривая производительности

Пример настройки оптического пути для применения формирования фокуса Министерства энергетики США

1.4 ДОУ круглой формы

DOE круглого формирования может достигать различных типов эффектов круглого формирования на основе его различных фаз, таких как вихревой свет, генерируемый вихревыми волновыми пластинами, и кольцевой свет в дальней зоне, генерируемый дифракционной конической линзой.Среди них вихревой свет часто используется в различных приложениях, таких как оптические пинцеты, микроскопия сверхвысокого разрешения, литография и т. д.;Кольцевой свет дальнего поля обычно используется в различных приложениях, таких как захват атомов, хирургия роговицы и лазерное сверление.

Vortex Retarder (VR) представляет собой сэндвич-структуру на основе стеклянной подложки N-BK7 и материала жидкокристаллических полимеров (LCP), представленную в виде «передней и задней стеклянной подложки + средний слой функциональной пленки LCP», установленной в стандартном тубусе линзы SM1.В слое LCP ориентация быстрой оси молекул жидкого кристалла имеет постоянную радиальную направленность вдоль подложки, но постепенно меняется вдоль угла подложки.Он имеет такую ​​же фазовую задержку λ/2 для устройств с одной длиной волны.Вихревая волновая пластинка обладает свойствами оптической поляризации.В зависимости от состояния поляризации падающего луча его можно использовать для генерации векторно-поляризованного луча или вихревого луча со спиральным фазовым волновым фронтом, а также можно преобразовать гауссовский луч в режиме TEM00 в гауссово распределение интенсивности Лагерра (LG) «бублика» (см. техническое описание вышеуказанных оптических свойств).По сравнению с традиционными методами управления оптическим полем вихревые волновые пластины обладают преимуществами высокой эффективности, стабильности, простоты эксплуатации и специализированной функциональности;Его характеристики истинного нулевого порядка также помогают достичь более низкой чувствительности к длине волны, более высокой температурной стабильности и большего диапазона углов падения.

PB Axicon (PBA) представляет собой сэндвич-структуру на основе стеклянной подложки N-BK7 и материала жидкокристаллических полимеров (LCP), представленную как «передняя и задняя стеклянная подложка, средний слой функциональной пленки LCP».В слое LCP ориентация молекул жидкого кристалла по быстрой оси демонстрирует эквипериодическое градиентное распределение вдоль радиального направления подложки.Он имеет одинаковую ориентацию во всей плоскости устройства с фазовой задержкой λ/2 для устройств с одной длиной волны.Линзы с плоским конусом обладают оптическими свойствами, связанными с поляризацией, и могут использоваться для достижения кругового схождения или расхождения световых лучей в зависимости от состояния поляризации падающего луча.По сравнению с традиционными коническими линзами наши плоскоконические линзы имеют плоскую структуру без трехмерного конического кончика и их легче интегрировать;В то же время структурное формирование кончика его конуса зависит от изменения ориентации молекул жидкого кристалла, что позволяет достичь точности обработки на уровне микрометра;Кроме того, он также имеет характеристику большой дисперсии.

Мы поставляем стандартные вихревые волновые пластины с рабочими длинами волн от 405 до 1550 нм, порядка m от 1 до 128, а также стандартные 1-дюймовые плоскоконические линзы с рабочими длинами волн 532, 633 нм, 1064 нм и углами отклонения (полууглами) 0,5. °, 1 °, 2,0 °, 2,3 ° и 4,7 °.В дополнение к стандартным продуктам мы также поддерживаем гибкую настройку спецификаций параметров, чтобы удовлетворить разнообразные потребности пользователей в различных сценариях применения.

Особенности продукта

• Плоская структура, небольшой размер, простота интеграции
• Передающий элемент с высоким коэффициентом использования энергии
• Процесс управления вихревым оптическим полем прост в эксплуатации и имеет высокую эффективность преобразования.
• Дифракционная конусная линза имеет высокую точность «конуса конуса», высокую дифракционную эффективность и регулируемую ширину и диаметр кольца.
• Подходит для высококачественных одномодовых лазеров.

Стандартная модель продукта

Рабочий параметр

• Угол отклонения: половина угла схождения или расхождения исходящего луча, полученная после падения коллимированного луча.
• Эффективность преобразования: отношение энергии первого порядка ко всей исходящей световой энергии в распределении энергии Лагерра по Гауссу.
• Пропорция нулевого порядка: отношение энергии пятна нулевого порядка, полученной путем формирования большой глубины фокуса, ко всей исходящей световой энергии.

Кривая производительности

1.5 Гомогенизаторы линзовой матрицы

Гомогенизатор массива линз позволяет добиться эффекта неколлимированной гомогенизации многомодовых лазеров различной формы.Его можно использовать для гомогенизации луча в направлении эстетической медицины, гомогенизации фонового света в направлении машинного зрения и других сценариях. Наш гомогенизатор массива линз включает в себя массив микролинз с плоской пластиной и массив цилиндрических линз с плоской пластиной.Матрица плоских микролинз представляет собой плоский оптический элемент, основанный на принципе оптической дифракции жидкокристаллических полимеров для достижения гомогенизации и формирования лазерного луча.Он состоит из полимерной пленки и одной оконной пластины N-BK7 и использует распределение фаз матрицы на жидкокристаллической полимерной пленке для достижения функции матрицы микролинз.Форма его выходящего луча связана с различными параметрами микролинзового блока.Регулируя фазовый период и контур блока микролинз, можно гибко контролировать угол расхождения и форму пятна исходящего луча, достигая различных требований к однородности лазерного луча и формированию луча различных форм и размеров.Это устройство связано с состоянием поляризации падающего света и контролирует, является ли падающий свет правой или левой циркулярной поляризацией, что может привести к расхождению или сближению луча после прохождения через линзу.В соответствии с принципом дифракции угол расхождения или схождения линзы соответствует sin θ=λ/P, где λ — расчетная длина волны, p — период радиальной фазы одиночной линзы.В то же время массив микролинз представляет собой конструкцию с одной длиной волны, без сферических аберраций, а падающая поверхность покрыта антибликовым покрытием, которое имеет высокий коэффициент пропускания и дифракционную эффективность.Его можно широко использовать в различных системах, таких как измерение волнового фронта, сбор оптической энергии и оптическое формирование.Он имеет большой потенциал развития в области оптической обработки информации, оптических соединений, оптических вычислений, сканеров изображений, камер светового поля, медицинских устройств, 3D-изображений и дисплеев.Матрица линз с плоской колонной представляет собой плоский оптический элемент, основанный на принципе дифракционной оптики жидкокристаллических полимеров для достижения одномерного формирования и гомогенизации луча.Он состоит из тонких полимерных пленок и двойных оконных листов N-BK7, а одномерное распределение фаз матрицы на тонкой полимерной пленке выполняет функцию матрицы колонных линз.Его модуляционное воздействие на луч связано с поляризационными характеристиками падающего луча и параметрами цилиндрического линзового блока: путем настройки падающего луча на свет с левой круговой поляризацией (свет с правой круговой поляризацией), исходящий луч с правой круговой поляризацией (расходящийся исходящий луч с левой круговой поляризацией), который сначала сходится, а затем расходится, а угол расхождения или схождения соответствует sin θ=λ/p.По формуле λ — расчетная длина волны, p — фазовый период единичной цилиндрической линзы.Регулируя фазовый период цилиндрического линзового блока, можно гибко контролировать угол расхождения исходящего луча, достигая требований одномерного формирования и гомогенизации для различных характеристик лучей.В то же время плоская цилиндрическая матрица линз спроектирована с одной длиной волны, без сферической аберрации, а падающая поверхность покрыта просветляющим покрытием, которое имеет высокий коэффициент пропускания и дифракционную эффективность.Вышеупомянутые характеристики делают массивы плоских цилиндрических линз имеющими большой потенциал в таких областях научных исследований, как визуализация, машинное зрение и коллимация полупроводникового лазера.

Мы предоставляем стандартные матрицы микролинз диаметром 25,4 мм, фокусным расстоянием микролинз 5 мм и 50 мм, формой выходящего луча квадратной, рабочими длинами волн 532 нм, 633 нм, 850 нм, 915 нм и 976 нм.Кроме того, мы также предоставляем услуги по индивидуальной настройке различных спецификаций, включая специальный размер, рабочую длину волны, угол расхождения луча, профиль луча и другие показатели.

Особенности продукта

• Плоская структура, небольшой размер, простота интеграции
• Гомогенизация типа трансмиссии с высоким коэффициентом использования энергии
• Непрерывная фаза, высокий рабочий цикл, высокая дифракционная эффективность и хороший эффект гомогенизации.
• Гибкость настройки, варианты единой формы и регулируемый угол расхождения.
• Больше подходит для неколлимационной гомогенизации многомодовых лазеров.

Стандартная модель продукта

Рабочий параметр

• Неравномерность исходящего светового пятна: Среднеквадратичное отклонение энергии в области, где нормализованное распределение энергии светового пятна составляет более 90%.
• Дифракционная эффективность: отношение энергии в области с нормализованным распределением энергии более 90% светового пятна ко всей исходящей световой энергии.

Кривая производительности

2. Рефракционные оптические модули серии SLB.

2.1 Обрабатывающие головки Бесселя

Обрабатывающая головка Бесселя представляет собой оптический модуль, используемый для терминалов системы лазерной обработки, состоящий из преломляющих и дифракционных оптических элементов, интегрированных в металлическую механическую втулку.Благодаря эффекту управления световым полем конической линзы и эффекту формирования луча двойной телецентрической оптической системы он может генерировать лучи Бесселя, соответствующие требованиям лазерной обработки.Обрабатывающая головка Бесселя подходит для одномодовых лазеров.Оптические компоненты изготовлены из подложки с высоким коэффициентом пропускания, которая имеет высокий коэффициент использования энергии.Компактная модульная структура легко интегрируется и хорошо адаптируется к различным системам лазерной обработки.Благодаря уникальной оптической конструкции можно добиться очень небольших аберраций.Размер основного лепестка в центре выходящего светового пятна составляет <Ø 2 мкм.С его помощью можно добиться небольшого смятия кромок, небольших зон термического воздействия и эффекта неконусной резки в диапазоне глубины 0,2–12 мм (включая настройку).В настоящее время существуют стандарты обрабатывающих головок Бесселя, разработанные с рабочей длиной волны 1064 нм и воздушной фокусной глубиной 0,5, 1, 2, 4, 6 и 8 мм.Они также поддерживают гибкую настройку спецификаций параметров для удовлетворения разнообразных потребностей пользователей в различных сценариях применения.

Особенности продукта

• Использование оптической подложки с высоким коэффициентом пропускания и высоким общим коэффициентом пропускания.
• Уникальная оптическая конструкция, небольшая аберрация, размер пятна < 2 мкм
• Глубина резки 0,2-12 мм, подходит для материалов разной толщины.
• Компактный модуль, высокая адаптируемость и простая интеграция
• Небольшая поломка кромки во время резки, отсутствие конусности и небольшая зона термического воздействия.

Стандартная модель продукта

2.3 Линзы F-тета поля

Линза F-тета поля представляет собой сканирующую линзу с плоским полем зрения, в которой в качестве подложки используется оптическое стекло с высоким коэффициентом пропускания и состоит из группы линз, интегрированной в механическую оболочку особой схемы конструкции.Высота его сфокусированного луча равна f×θ (θ — угол падения падающего луча).Угловая скорость входного луча прямо пропорциональна угловой скорости выходного луча, что позволяет сканирующему зеркалу работать с постоянной угловой скоростью.Он обычно используется для улучшения способности краевого луча падать на детектор, гомогенизировать неоднородный свет на светочувствительной поверхности детектора и компенсировать кривизну поля и искажения системы.Полевое зеркало F-тета при использовании может обеспечить плоскость изображения поля, при этом значительно упрощая схему управления.Он обладает характеристиками высокого коэффициента пропускания, большого диапазона сканирования, низкой аберрации и низкого искажения F-тета.Он имеет большой потенциал развития в области микрообработки лазеров средней и низкой мощности, таких как маркировочные машины, гравировальные станки, лазерные принтеры, факсы, печатные машины, генераторы лазерных рисунков для полупроводниковых интегральных схем и прецизионное оборудование для лазерного сканирования.

Особенности продукта

• Подходит для высокоточной обработки материалов и сканирования.
• Плоскость изображения с плоским полем и большим диапазоном сканирования
• Конструкция воздушного зазора, конструкция с низкой аберрацией
• Низкое искажение F-тета

Стандартная модель продукта

2.3 Настройка микро/нанооптических компонентов

Микронанооптические элементы, также известные как дифракционные оптические элементы, относятся к оптическим элементам, которые изготавливаются различными способами на плоской поверхности подложки для создания двумерных структур в масштабах микрона и нанометра.Микро/нанооптические элементы преобразуют падающий луч в пятно любой формы с максимальной эффективностью.По различным функциям микро/нанооптические компоненты можно разделить на три категории: устройства формирования луча, светоделители и гомогенизаторы.Технология прямой лазерной записи является одной из основных технологий производства микро/нанооптических компонентов.Различные структуры могут быть достигнуты путем модуляции плотности мощности экспонирующего луча, размера луча и состояния поляризации.Основываясь на процессе производства жидкокристаллических микро/нанопродуктов, в настоящее время мы можем изготавливать различные типы жидкокристаллических микро/нанооптических компонентов с рабочими длинами волн в диапазоне 400-2000 нм.В зависимости от структуры минимальный размер элемента может достигать 5–0,2 мкм.Фазовую структуру можно гибко обрабатывать, и в основном можно получить либо одномерную, либо двумерную фазовую структуру.Устройство также поддерживает различные толщины и отверстия с точки зрения внешних размеров.