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衍射光学元件DOE

新特光电为您提供针对您的特定激光应用和系统要求量身定做的衍射光学元件。这让您可以有效地对光整形,并改进系统的整体性能和灵活性。
  • 产品经理:
    刘经理
  • 电话(同微信):
    18162698935
品牌厂家:Holoor、Jenoptik
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JENOPTIK衍射光学元件

新特光电为您提供针对您的特定激光应用和系统要求量身定做的衍射光学元件。这让您可以有效地对光整形,并改进系统的整体性能和灵活性。

衍射光学元件:激光束整形和分束

衍射光学元件(DOE)以高能效的方式对激光束进行整形和分束。您可以以最小的光损失实现多种多样的应用 – 在激光材料加工的生产设施、医学激光治疗和诊断仪器、在照明、印刷技术及光刻领域,以及在测量和计量系统中都可以见到衍射微光学元件的例子。  衍射光学元件可用于在定制照明的工作区中形成光的图案。  业纳提供可用于整个光谱中所有波长的衍射光学元件,并且,我们在 193 nm 和极紫外(EUV)波段拥有独一无二的经验。

作为可靠的系统合作伙伴,业纳在从最初的概念设计到生产再到系统集成的所有阶段都为您提供支持。再加上我们非常短的生产时间,我们从一开始的开发直到后期的批量生产都为您的成功做出贡献。

优点

  • 精确:以现代生产方法和多年制造经验形成的高精度衍射结构。
  • 高能效:通过激光束整形和分束来控制强度
  • 多功能:用衍射光学元件替代或整合折射光学元件使用
  • 客户特定:根据您的特定应用量身定制的衍射光学元件
  • 灵活:  衍射光学元件允许用户精确控制光穿过光圈的位相,并生成复杂的强度分布。

应用领域

  • 激光材料加工:在焊接、切割、划线、软焊和钻孔过程中对激光束进行整形和分束
  • 生物医学设备:用于医学激光治疗和诊断仪器的衍射光学元件
  • 激光雷达(LIDAR/LADAR)应用:使用激光束测量光学距离和速度
  • 光刻和全息照明:掩膜投影系统中射束的均匀化、结构化光瞳照明、垂直和高度倾斜平面的均匀场照明
  • 光学传感器:距离和位置传感器、移动检测
  • 通信:光束分离器、波长选择和硅光学应用

衍射光学元件的类别

衍射光学元件(DOE)可按照其功能分为三种不同的类别:光束整形器、光束分离器和扩散器(也称为均匀器)。我们将很乐意帮助您为您的应用选择最适合的光学元件。如需了解不同衍射光学元件的功能和差异方面的更多信息,请与我们联系。

光束整形器和衍射线发生器

光束整形器

衍射光束整形器 - 修改空间相干激光的强度和相位分布

衍射光束整形器让你可以修改空间相干激光的强度和相位分布。通过对输入光束的位相操作,您可以实现几乎无限,最重要的是,无散斑的输出强度分布。这需要对输入射光束及其相位分布有可靠、准确的了解。

您可以优化应用于激光材料加工、光刻和全息照明以及生物医学设备和光学传感器的系统的性能和整体效率。

使用我们的高性能光束整形器,您可以根据自己的具体要求和应用创建均匀的平顶、圆形、矩形或线性强度分布以及任何其他分布和几何形状。我们设计的光束整形器完美兼容单模(TEM00)输入光束。我们也会提供用于多模激光器的折射或衍射扩散器及均匀器。这些产品涵盖从深紫外(DUV)到长波红外(LWIR)的波长范围。

衍射线发生器

衍射线发生器 - 将一束高斯激光束转换为均匀的一维平顶分布

固体激光器、光纤激光器、二极管激光器、气体激光器以及倍频或三倍频激光器等单模激光器具有高斯光束分布。这些高斯分布不能轻易地应用于优化的均匀照明应用。

业纳的衍射线发生器使用单个表面元件,无需其他光学元件,即可将一束高斯激光束转换为均匀的一维平顶分布。均匀、无散斑的激光线,非常适合半导体和薄层的退火或再结晶等材料加工应用。可以设计此类光照用于形成垂直入射或甚至入射于高度倾斜平面的光线。

分束器

衍射光束分束器 - 将一束单一的入射激光束分离为多个不重叠的光束

业纳的衍射光束分束器有效地将一束单一的入射激光束分离为多个不重叠的光束。光束的间隔、强度比和对称分布可以自由选择,并可通过分束器的高精度的重复周期微结构进行设置。同时,入射光束的发散角、直径和偏振则保持不变。

结果,激光器发射出的能量可以更好地分布用于多通道处理, 从而提高了效率和性能。这使得我们的高精度衍射微光学元件非常适合激光雷达的分色、外科手术的材料加工以及计量学领域等多种应用。例如,您可以在激光焊接中使用等角间距和功率比固定的多个激光束优化传输给材料的热能,从而获得更好的结果 。

业纳还为您的特定应用提供了偏振分束器,允许您分离 s 和 p 偏振光并调整其强度比。

衍射扩散器

衍射扩散器 - 吸收一束单色激光束并将其散射为任何可想象的图案

您可使用业纳衍射扩散器吸收一束单色激光束并将其散射为任何可想象的图案。

和衍射分束器一样,扩散器将一束入射光束转换为多束输出光束,可以控制输出光束的角度和强度。不过,与分束器不同的是,这些光束相互重叠并干涉,生成一种新的均匀化分布。

因此,与折射均匀器类似,衍射扩散器非常适合用于要求特定激光束形状的激光应用。它们还能让您在距光源一定距离的特定范围内实现均匀性能。光学元件可实现 3-5% 的均匀性,同时光线分布的形状可以是圆形、矩形或可自由选择。

我们的衍射扩散器可以严格控制射束的角度,确保特别高的效率。扩散器对于对准不敏感,并且不会影响输入射束的偏振。这使得衍射扩散器非常适合要求快速感应很大区域的应用,例如遥感或激光雷达(LIDAR/LADAR)领域。扩散器涵盖从深紫外(DUV)到红外的波长范围。

高斯发生器

高斯发生器非常适合用于准分子、氮或二级管激光器等高功率激光器

业纳衍射高斯发生器代表一种特殊类型的衍射扩散器,非常适合于准分子、氮或二极管激光器等大功率激光器。它将非高斯激光束准确转换为精确定义、可重现的高斯远场分布。

此类强度分布非常适合于重叠激光束加工 – 例如在材料加工和医学激光治疗中,或在印刷技术和测量系统中。我们可以提供从紫外(UV)到近红外(NIR)波长范围的衍射光学元件。

用于离轴照明的衍射光学元件

用于离轴照明的衍射光学元件

掩模投影系统为达到最大分辨率需要使用多极光瞳照明。业纳的衍射光学元件(DOE)在不同极内部和之间高效、高精度并均匀地生成这种分布。

我们的所有衍射元件都使用高品质材料制造。这可确保较长的使用寿命,即使在高强度的紫外激光照射时也是如此。

以色列Holoor衍射光学元件

漩涡镜

漩涡镜(螺旋相位板)是一种由螺旋结构构成的特殊光学元件,可改变透射光束的相结构,将高斯入射激光束转变成圆环光斑。

 漩涡镜
型号 波长[nm] 元件大小[mm] 效率效率[%] 拓扑电荷数* 外环大小[um]
VL-209-I-Y-A 1064 25.4 95 1 54.73
VL-215-I-Y-A 1064 25.4 95 3 111.36
VL-216-I-Y-A 1064 25.4 95 2 81.55
VL-217-I-Y-A 1064 25.4 90 1 54.73
VL-218-I-Y-A 1064 25.4 92 4 142.79
VL-227-I-Y-A 1064 11 92 3 111.36
VL-204-I-Y-A 1064 11 92 1 54.73
VL-214-I-Y-A 1064 25.4 95 1 54.73
VL-208-I-Y-A 1064 25.4 92 1 54.73
VL-219-I-Y-A 1064 25.4 95 3 111.36
VL-220-I-Y-A 1064 25.4 95 2 81.55
VL-221-I-Y-A 1064 25.4 37*** 1 54.73
VL-222-I-Y-A 1064 25.4 37*** 1 54.73
VL-224-I-Y-A 1064 25.4 37*** 1 54.73
VL-225-I-Y-A 1064 25.4 92 6 209.44
VL-226-I-Y-A 1064 11 95 3 111.36
VL-206-I-Y-A 1064 11 95 1 54.73
VL-228-I-Y-A 1064 11 92 6 209.44
VL-229-I-Y-A 1064 11 92 2 81.55
VL-230-I-Y-A 1064 25.4 95 6 209.44
VL-231-I-Y-A 1064 25.4 95 4 142.79
VL-232-I-Y-A 1064 11 95 6 209.44
VL-233-I-Y-A 1064 11 95 12 411.57
VL-234-I-Y-A 1064 11 95 2 81.55
VL-235-I-Y-A 1064 11 95 4 142.79
VL-236-I-Y-A 1064 25.4 95 12 411.57
VL-237-I-Y-A 1064 11 92 5 175.3
VL-238-I-Y-A 1064 11 95 5 175.3
VL-239-I-Y-A 1064 25.4 92 12 411.57
VL-240-I-Y-A 1064 11 92 12 411.57
VL-241-I-Y-A 1064 25.4 92 8 276.09
VL-242-I-Y-A 1064 11 92 8 276.09
VL-243-I-Y-A 1064 11 92 4 142.79

*拓扑电荷数由长度单位来表征,指的是衍射面波前在一定距离内转变360°的数量。拓扑电荷越大,波前角动量转变越快,圆环光强分布尺寸就越大。

光束采样器

在大多数应用中,希望在不干扰0级光传输的情况下得到一个小功率的高级衍射采样激光,结合激光探测器,实现激光功率和相位的实时测量。衍射光束采样器用于高功率激光采样测量,采样光束具有较小的光学损耗和波前畸变。激光经过衍射采样器,绝大部分能量会沿着原来的方向继续传播(0级光),而在0级光两侧形成小功率的衍射激光(-1级和+1级)。衍射光的分散角可以根据用户要求定制。

光束采样器
型号 波长[nm] 采样能量[%] 采样角[deg] 元件大小[mm]
SA-010-I-Y-A 1064 0.4 15.43 12x12
SA-014-I-Y-A 1064 0.4 15.43 25.4
SA-022-I-Y-A 1064 1.22 2.07 25.4
SA-220-I-Y-A 1064 0.5 10.21 11
SA-020-I-Y-A 1064 1 1.27 27.94
SA-021-I-Y-A 1064 1 1 25.4
SA-219-I-Y-A 1064 0.5 2.44 25.4
SA-204-I-Y-A 1064 0.5 2.07 25.4
SA-206-I-Y-A 1064 1 2.07 25.4
SA-207-I-Y-A 1064 2 10 15
SA-218-I-Y-A 1064 0.5 1 25.4
SA-217-I-Y-A 1064 0.5 2.84 25.4
SA-216-I-Y-A 1064 0.5 3.81 25.4
SA-213-I-Y-A 1064 0.5 9.21 15
SA-215-I-Y-A 1064 0.5 5.09 25.4
SA-208-I-Y-A 1064 2 5.09 15
SA-211-I-Y-A 1064 1 20.77 10x10
SA-209-I-Y-A 1064 3.8 15.43 10.7x10.7
SA-011-I-Y-A 1064 1.6 15.43 12x12
SA-012-I-Y-A 1064 3.8 15.43 12x12
SA-214-I-Y-A 1064 0.5 7.64 9.8x9.8

电介质模块

在玻璃基质上镀上极薄(~1um)的一层反射膜图案就构成了电介质模块,其中有镀膜的部分将反射入射光,在不镀膜的地方入射光通过。在近场,光形状非常接近镀膜图案,而在远场位置会出现一些衍射模式,如果在电介质模块后加入一个镜片,就可以使相平面上的衍射减到无法察觉。电介质模块可用于缩小光束整形器后光斑过渡区的大小。

电介质模块
型号 直径(mm) 孔径大小(um) 孔径形状 材料
DM-017 85 50.075 方形 熔融石英
DM-010 25.4 5680 圆形 熔融石英
DM-004 25.4 1750 方形 熔融石英
DM-009 25.4 6200 圆形 熔融石英
DM-019 25.4 300 方形 熔融石英
DM-007 25.4 10838 圆形 熔融石英
DM-006 25.4 7000 方形 熔融石英
DM-005 25.4 3500 方形 熔融石英
DM-008 20 8428 圆形 熔融石英
DM-016 11 5400 圆形 熔融石英
DM-015 11 3000 圆形 熔融石英
DM-014 11 4214.9 圆形 熔融石英
DM-013 11 2408 圆形 熔融石英
DM-012 11 3612 圆形 熔融石英
DM-011 11 4817 圆形 熔融石英
DM-003 11 165 方形 熔融石英
DM-002 11 65 方形 熔融石英

衍射光学调谐器

衍射光学调谐器的波长范围为266nm-1064nm,能改变光斑的大小,发散角等参数,多与平顶分布整形器,匀束器和多点分束器等衍射光学元件结合使用。

衍射光学调谐器

衍射光学调谐器特性:

  • 小的波前畸变
  • 0.8-1.2倍到光束放大倍数
  • 无需改变模块方向
  • 滑动镜头
  • 恒定的机械尺寸
  • 熔融石英材质
  • 23mm入射/出射孔径
  • 模块长度120mm
  • 最大输入光斑:8.4mm(0.8倍),7.0mm(1.2倍)
  • 最大输出光斑8.4mm
  • 最大入射角0.5°
  • 波长范围:266-1064nm(可定制其他波长)

衍射光学调谐器的不同配置

1、将调谐器放置在衍射光学元件前面

目的:微调入射光束参数

应用:平顶光束整形器--达到名义光斑尺寸;光束分束器,多波长聚焦镜和螺旋相位板--控制光斑大小

前置衍射光学调谐器

前置衍射光学调谐器

2.后置衍射光学调谐器

目的:控制输出光束发散角,关键参数调节范围80-120%

应用:

  • 多光束分束器 – 控制分离角
  • 多焦点聚焦– 控制焦点间距
  • 平顶整形器和匀化器–控制像的大小
后置衍射光学调谐器

后置衍射光学调谐器

衍射除噪模块

衍射除噪模块

衍射除噪模块由6个镜片和中间的孔或挡板组成,主要用于消除多光斑系统中多余光斑或匀化系统中的寄生光。衍射除噪器可根据用户的参数要求制作特别的孔位或挡板。

模块参数:

  • 最大输入光斑:12mm
  • 最大全圆角(12mm入射光斑):5度
  • 输入光斑小于12mm时全圆角大于5度
  • 模块长度:90mm(不包括衍射光学元件和聚焦镜)
  • 模块输出端外径:30.5mm(镜片直径25.4mm)
  • 镜片材料:N-SF11
衍射除噪模块

模拟结果

聚焦模块

聚焦模块用于光束整形器中,可以实现高精度无球差聚焦。聚焦模块由5个镜片组成,能工作在355nm波长领域,在模块后焦距平面内得到平顶分布输出。我们可以按照客户要求定制不同工作波长和聚焦距离的聚焦模块。

特性:

  • 无像差模块
  • 聚焦距离:30-50mm
  • 波长(最佳):355nm
  • 材料:熔融石英
  • 最大光斑输入:12mm
  • 选项:目镜修正圈
聚焦模块

典型配置

参数

型号 聚焦距离(mm) 输出孔径(mm) 最大输入光斑(mm) 材料 模块长度(mm)
Objective-001-U 50 45 12 熔融石英 38.5
Objective-002-U 30 45 12 熔融石英 31

衍射扩束器

衍射扩束器能以一定倍数增加或减少衍射元件出射光的发散角和大小,相对于标准扩束器,衍射扩束器由于考虑了光束整形、光束分束和光束聚焦的特点,极大的减小了输出的光束的畸变。衍射扩束器可运用于以下应用:

  1. 将衍射扩束器与衍射元件结合起来能实现单原件无法实现的综合功能。
  2. 将衍射扩束器与固定发散角的标准、半标准或在售的衍射元件结合使用,可快速改变其发散角,从而能够节约成本并快速交付。
  3. 我们也可以通过客户的要求定制衍射扩束器。

     

技术参数:

  • 材料: 熔融石英
  • 透过率: ≥ 97%
  • 固定放大倍数: x5 and x9.4
  • 可搭配衍射元件: 光束分束器,匀化器,平顶整形器,螺旋相位板,衍射锥镜,圆环生成器
  • 最佳搭配: 方形整形器
  • 波长范围: 266nm to 1550nm

典型设置:

衍射扩束器
型号 放大倍数 最大输入输出孔径 (mm) 最大输入光斑 (mm) 最大入射角 (deg) 模块长度 模块外直径
DOE_Expander_x10 x9.4 23 14 3 130 35
DOE_Expander_x5 x5 23 14 3 110 35
衍射扩束器

 

用户解决方案

1、消色散衍射元件

消色散衍射元件

在多波长聚焦中,一般的折射透镜在不同波长间都存在一定的色散,而带有衍射面的能有效的较少不同波长之间的色散,使不同波长的光聚焦于同一位置。

2、衍射小透镜阵列

衍射小透镜阵列

衍射小透镜阵列由集成于基片上微型衍射镜组成,可以用于衍射、聚焦和取样,具有100% 的填充因子,远远高于折射小透镜阵列。另外,我们也提供1维微型透镜阵列。

3、波前校正

波前校正

衍射光学元件可以用于校正光束波前,使其形成特定的波前分布。

4、衍射透镜和波带透镜[ZPL]

衍射透镜和波带透镜[ZPL]

 

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