Element optyczny dyfrakcyjny (DOE)

Element optyczny dyfrakcyjny (DOE) to kluczowy mikrooptyczny komponent. Wykorzystuje technologię litografii mikro-nanometrycznej do tworzenia mikroreliefowych struktur fazowych na podłożach ze spiekanego kwarcu UV, umożliwiając precyzyjną modulację czoła fali wiązki laserowej poprzez dyfrakcję i interferencję światła. W przeciwieństwie do tradycyjnych soczewek optycznych załamujących, pojedynczy, kompaktowy DOE może realizować złożone funkcje, takie jak kształtowanie wiązki, jednorodne rozprowadzanie wiązki, dzielenie wiązki, generowanie wiązki wirującej oraz układanie wielu ogniskowych plam. Dzięki kompaktowej konstrukcji i wysokiej elastyczności projektowej jest kluczowym akcesorium optycznym w zaawansowanych systemach obróbki laserowej, inspekcji optycznej oraz badawczych systemach optycznych.

Wszystkie nasze DOE są wykonane z Topiony krzemionkowy szkło kwarcowe (UV Fused Silica) w porównaniu z polimerowymi elementami optycznymi ciekłokrystalicznymi (DOE) zapewniają one niskie pochłanianie, wysoki próg uszkodzenia przez laser oraz doskonałą kompatybilność w zastosowaniach w zakresie fal ultrafioletowych (UV). Obsługujemy projekty fazowe o liczbie poziomów od 2 do 16, przy czym sprawność dyfrakcyjna pozostaje stabilnie powyżej 85%. Oprócz standardowych produktów wszystkie modele są dostępne na potrzeby indywidualnego rozwoju. Możemy przeprowadzić iteracyjny projekt fazowy typu punkt-punkt zgodnie z parametrami wejściowymi lasera klienta, długością ogniskową oraz docelowym rozkładem pola świetlnego.

Klasyfikacja i wprowadzenie produktów

1.1 Indywidualny element DOE do rozdziału wiązki

Jest to otwarty, indywidualny element DOE przeznaczony głównie do kształtowania wiązki oraz homogenizacji wiązki na podstawie parametrów padającego światła, ogniskowej układu oraz docelowego rozkładu natężenia wyjściowego obliczanie fazy odbywa się za pomocą algorytmu mapowania punkt-po-punkt. Mikrostruktury są trawione metodą litografii w celu przekształcenia wiązek gaussowskich w dowolny niestandardowy rozkład pola świetlnego. Dzięki braku standardowych wzorów plam jest ono odpowiednie do rozwoju niestandardowych procesów laserowych, iteracji procesowych oraz dostosowywania plam do specyficznych potrzeb.

1.2 DOE do homogenizacji

Standardowy płaski element optyczny do homogenizacji, dostępny w wersjach prostokątnej i okrągłej plamy typu flat-top przekształca wiązkę laserową gaussowską w plamę typu flat-top o wyraźnie zdefiniowanej krawędzi i jednolitym rozkładzie energii, eliminując problem nadmiernie wysokiego natężenia w centrum oraz osłabienia natężenia na krawędziach charakterystycznego dla wiązki gaussowskiej i zapewniając spójne oświetlenie powierzchni roboczej. Jest to najbardziej powszechnie stosowany standardowy element DOE do homogenizacji przemysłowej, szeroko wykorzystywany w zastosowaniach wymagających jednolitego oświetlenia powierzchni.

1.3 Płytki fazowej spiralnej (płytki fazowej wirującej)

Służy do generowania wiązek wirujących . Standardowe specyfikacje obejmują ładunek topologiczny 1 i ładunek topologiczny 2; inne ładunki topologiczne są dostępne na zamówienie. Moduluje czoło fali za pomocą struktur fazowych o azymutalnie zmiennej wysokości. Gdy płaska światło padające przechodzi przez ten element, powstaje spiralne czoło fali, generując pierścieniowy promień wirowy z ciemnym jądrem w centrum. Promień ten przenosi moment pędu orbitalnego i znajduje szerokie zastosowanie w pułapkach optycznych, mikroskopii nadrozdzielczej, pomiarach topografii optycznej, przetwarzaniu informacji optycznych oraz innych zaawansowanych eksperymentach i urządzeniach optycznych.

1.4 Wielofokalny DOE

Wyniki trójwymiarowe wielofokalne plamy jednocześnie. Pojedynczy element może generować wiele kontrolowanych punktów ogniskowych wzdłuż osi optycznej lub na tej samej płaszczyźnie ogniskowej. Liczba punktów ogniskowych, odległość między nimi oraz rozkład energii są projektowane zgodnie z wymaganiami optycznymi. Jedna wiązka laserowa jest dzielona na wiele synchronicznych punktów ogniskowych, co upraszcza montaż optyczny i eliminuje konieczność stosowania wielu soczewek w układzie warstwowym. Idealne do synchronicznego wiercenia laserowego, przetwarzania warstwowego, skupiania w trójwymiarowej wizji oraz jednoczesnej inspekcji w wielu punktach.

Tabela ogólnych specyfikacji

Uwaga: Wszystkie elementy DOE są zaprojektowane na określoną długość fali. Zadeklarowane parametry optyczne osiągane są wyłącznie przy projektowej długości fali. W przypadku zamówienia niestandardowego prosimy podać długość fali lasera, średnicę wiązki wejściowej, typ modu wiązki, ogniskową roboczą oraz wymagania dotyczące kształtu plamy lub pola świetlnego. Nasi inżynierowie optyczni przeprowadzą symulację i opracują projekt.

Typowe zastosowania

1. Precyzyjne obróbka laserowa : Spawanie laserowe, czyszczenie laserowe, znakowanie laserowe, metalowa addytywna produkcja SLM, obróbka cieplna powierzchni, usuwanie powłok laserem. Homogenizacja typu flat-top zapewnia stałą jakość obróbki; elementy DOE wielofokalne umożliwiają jednoczesną obróbkę w wielu punktach; niestandardowe plamy dopasowują się do szwów spawalniczych nietypowych kształtów oraz regulacji energii w strefach.
2. wizja 3D i inspekcja optyczna : Projektowanie światła strukturalnego, skanowanie konturów, jednolite oświetlenie w systemach widzenia maszynowego, kształtowanie wiązki w systemach LiDAR.
3. Badania naukowe i precyzyjna optyka : Pęsety optyczne, mikroskopia nadrozdzielcza, optyka wirowa, interferometria laserowa, badania dynamiki wiązek. Spiralne płytki fazowe (DOE) zapewniają stabilne rozwiązania do eksperymentów z wiązkami wirowymi.
4. Zastosowania laserów UV : Litografia UV, trawienie laserem UV, precyzyjna ablacja UV. Krzemionka topiona eliminuje ryzyko starzenia się i uszkodzeń elementów polimerowych dzięki niskiemu pochłanianiu promieniowania UV oraz wysokiej odporności na uszkodzenia.
5. Lasery medyczne : Ujednolicone obszary terapeutyczne, ścieżki optyczne umożliwiające jednoczesne naświetlanie wielu punktów.