回折光学素子（DOE）

回折光学素子（DOE）は、マイクロ光学の核心部品です。紫外線用融解シリカ基板上にマイクロ・ナノリソグラフィ技術を用いて微細な凹凸位相構造を形成し、光の回折および干渉によってレーザー光束の波面を高精度に制御します。従来の屈折光学レンズとは異なり、小型でコンパクトな単一のDOEにより、ビーム成形、ビーム均質化、ビーム分岐、渦状ビーム生成、多焦点スポット配列など、複雑な機能を実現できます。構造が小型かつ設計自由度が高いという特長から、高品位なレーザー加工装置、光学検査装置、研究用光学システムにおいて重要な光学付属部品となっています。

当社のDOEはすべて UV融解石英 液晶ポリマー製の回折光学素子（DOE）と比較して、吸収が低く、レーザー誘起損傷閾値が高く、紫外域（UV）での応用に優れた適合性を実現します。位相レベル設計は2段階から16段階まで対応可能で、回折効率は一貫して85％以上を達成します。標準製品に加え、全モデルにおいてカスタマイズ開発も承ります。お客様のレーザー入力パラメーター、焦点距離、目標となる光場分布に応じて、ポイント・トゥ・ポイント方式による位相反復設計も行えます。

製品分類および概要

1.1 カスタム光分布型DOE

主に以下の用途向けに提供するオープンタイプのカスタムDOEです ビーム成形およびビーム均一化 入射光のパラメータ、システムの焦点距離、および目標出力強度分布に基づき、点対点マッピングアルゴリズムによって位相計算が完了します。マイクロ構造はリソグラフィーでエッチングされ、ガウシアンビームを任意のカスタム光場分布に変換します。標準的なスポットパターンに依存しないため、非標準的なレーザー加工開発、プロセスの反復改善、および特殊なスポット形状のカスタマイズに適しています。

1.2 均一化DOE

標準的なフラットトップ均一化光学素子で、以下のタイプがご用意されています。 矩形フラットトップおよび円形フラットトップ ガウシアンレーザーを、エッジが明瞭でエネルギー分布が均一なフラットトップスポットに変換します。これにより、ガウシアンビームに特有の中心部のエネルギー過剰および周辺部のエネルギー減衰という課題が解消され、作業面への均一な照射が保証されます。産業用レーザー均一化において最も広く使われる標準DOEであり、均一な表面照明を必要とするさまざまな用途で採用されています。

1.3 スパイラル位相板DOE（ボルテックス位相板）

ボルテックスビームの生成に使用されます。 ボルテックスビーム 標準仕様には、トポロジカル電荷1およびトポロジカル電荷2が含まれます。その他のトポロジカル電荷はカスタマイズ可能です。この素子は、方位角方向に高さが変化する位相構造を用いて波面を変調します。平面波の入射光がこの素子を通過すると、渦巻状の波面が形成され、中心部が暗いリング状の渦状ビームが生成されます。このビームは軌道角運動量を有し、光ピンセット、超解像顕微鏡、光学トポグラフィー計測、光学情報処理など、さまざまな先端光学実験および装置で広く応用されています。

1.4 多焦点DOE

出力 3次元多焦点スポット 同時に。単一の素子により、光軸上または同一焦点面上に複数の制御可能な焦点を生成できます。焦点数、焦点間隔、エネルギー分布は光学的要件に応じて設計されます。1本のレーザー光を複数の同期焦点スポットに分割することで、光学系の組み立てが簡素化され、複数のレンズを重ねる必要がなくなります。同期レーザー穿孔、層別加工、3Dビジョン用フォーカシング、多点同期検査などに最適です。

一般仕様表

ご注意：すべてのDOEは波長固定設計です。光学性能の公称値は、設計波長でのみ達成されます。カスタマイズをご希望の場合は、レーザー波長、入射ビーム径、ビームモード、作動焦点距離、目標となるスポット形状または光場要件をお知らせください。当社の光学エンジニアがシミュレーションを行い、最適な設計を行います。

典型的な用途

1. 高精度レーザー加工 レーザー溶接、レーザー洗浄、レーザーマーキング、SLM金属積層造形、表面熱処理、レーザーによるコーティング剥離など。フラットトップ均一化により加工品質を安定化；マルチフォーカルDOEで同時多点加工を実現；特殊形状の溶接継ぎ目やゾーンごとのエネルギー制御に対応したカスタムスポットも可能です。
2. 3Dビジョンおよび光学検査 構造光投影、輪郭スキャン、機械視覚用均一照明、LiDARビーム成形など。
3. 科学研究および高精度光学 光トラップ、超解像顕微鏡、渦状ビーム光学、レーザー干渉計測、ビームダイナミクス研究。スパイラル位相板型回折光学素子（DOE）は、渦状ビーム実験に安定したソリューションを提供します。
4. 紫外線レーザー応用 紫外線リソグラフィ、紫外線レーザー刻蚀、紫外線高精度アブレーション。溶融シリカは、紫外線吸収が低く耐損傷性に優れているため、ポリマー系素子に見られる経年劣化や損傷リスクを回避します。
5. 医療用レーザー 均一化された治療用照射スポット、複数点同時照射の光学系。