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    產品經理
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    光束聚焦 DOE

    可以控制激光束的聚焦特性,增加焦點深度等

    時間:2020-07-07 類別:光學元器件 關注:17208

    光束聚焦整形器是衍射光學元件,可將透鏡焦點沿著光軸分成多個焦點,或通過產生貝塞爾光束來增加透鏡的焦深。

    我們一站式供應各種類型的衍射光學元件,DOE,光束聚焦DOE,多焦點DOE,長焦深DOE,多焦點透鏡,長焦深透鏡,多焦點元件,長焦深元件,雙波長聚焦鏡,雙波長聚焦DOE,雙波長透鏡,激光雙色透鏡,波長校正鏡,三波長聚焦DOE,衍射校正聚焦鏡,玻璃切割DOE,藍寶石切割DOE,玻璃切割模組,衍射多焦點模塊,微光學元件,可提供選型、技術指導、安裝培訓、個性定制等全生命周期、全流程服務,歡迎聯系我們的產品經理!

    多焦點透鏡

    多焦點透鏡

    多焦點透鏡(多焦點DOE)是指使一束激光同時產生多個焦點的衍射光學元件,光束在通過衍射光學元件后在激光傳播的方向上具有多個能量集中的焦點,滿足某些特殊場合的應用。焦點之間的間距近乎相等,一般焦點個數為2-15個不等,間距一般為幾十到幾百微米,各個焦點的能量也基本一致。

    多焦點透鏡通常和聚焦鏡組成一個光學模組使用,多焦點鏡片本身是平面型的DOE,外加的聚焦鏡作用是增大焦深(切割深度),使多焦點透鏡在傳播距離上具有更好的靈活性。

    多焦點透鏡主要應用于激光深度切割,例如激光玻璃切割、藍寶石切割、透明薄膜切割等。

    值得一提的是焦點的個數和焦點之間的距離我們可以根據客戶的需求進行設計,選型時會根據客戶不同的切割需求來預先確定。例如對于厚度為1mm、折射率約為1.6的玻璃,我們推薦使用MF-013-I-Y-A和20mm的聚焦鏡搭配,同時5個焦點對玻璃進行切割。除了定制靈活之外,我們也擁有幾百種多焦點元件和長焦深元件的標準規格,對于任意一個波長,可能都有超過20種的標準規格可供選擇,目前比較熱銷的波長涵蓋1064nm,1030nm,1550/800nm和355nm。對于激光切割客戶一般性的需求,我們的標準品就可以容易地滿足,這樣減小了客戶的開模費用,使客戶的項目開發變得更加方便。

    多焦點透鏡有兩種配置

    • 由平凸透鏡組成,具有預定焦距和衍射圖案,在其平面側刻蝕。

    • 為了獲得更大的靈活性,可以使用窗口DOE,以便在特定距離處獲得焦點,用戶在DOE之后添加常規的聚焦透鏡。鏡頭焦距決定工作距離(WD)

    多焦點透鏡有兩種配置

    多焦點透鏡也可用作長焦元件,在諸如激光玻璃切割和激光微加工等應用中有效地增加了聚焦深度。

    特點

    • 可定制激光焦點數量、焦點間距、焦深長度,為各種激光深度切割應用提供支持

    • 適用范圍廣,可配合單模激光或多模激光

    • 損傷閾值高,適用于各類光纖激光器、大功率皮秒激光器、飛秒激光器

    • 多種鏡片材料,波長可覆蓋193nm to 10.6um波段

    • 高效率,衍射效率最高可達>95%

    典型應用

    • 激光深度切割,隱形切割

    • 0.1~1mm玻璃,藍寶石切割

    • 激光過程監控/監測、顯微鏡、激光光譜學、激光度量學

    • 科研,各種激光科學應用

    型號波長[nm]焦點數焦點平均間距    [um]
    BF-005-I-Y-A10642598
    BF-006-I-Y-A106421995
    BF-008-I-Y-A106421071.5
    BF-014-I-Y-A10642301
    BF-015-I-Y-A1064231
    BF-016-I-Y-A1064213.3
    BF-017-I-Y-A106421334.8
    BF-018-I-Y-A10642829.4
    BF-019-I-Y-A10642452
    BF-020-I-Y-A106421602.6
    BF-021-I-Y-A106425429.9
    BF-022-I-Y-A1064295.9
    BF-023-I-Y-A10642143.9
    BF-024-I-Y-A10642191.8
    MF-001-I-Y-A10645451.3
    MF-002-I-Y-A10647571.5
    MF-003-I-Y-A10649548.2
    MF-004-I-Y-A1064111213.2
    MF-005-I-Y-A106441647.1
    MF-006-I-Y-A1064158545.1
    MF-007-I-Y-A10645586.2
    MF-008-I-Y-A10645451.3
    MF-009-I-Y-A10646472.7
    MF-011-I-Y-A106451052.6
    MF-012-I-Y-A1064151757.8
    MF-013-I-Y-A10645833.3
    MF-014-I-Y-A1064252874.7
    MF-015-I-Y-A1064271608.9
    MF-016-I-Y-A1064495839.5
    MF-017-I-Y-A106452887.4
    TF-003-I-Y-A10643598
    TF-004-I-Y-A10643301
    TF-005-I-Y-A1064331
    TF-008-I-Y-A106431071.5
    TF-009-I-Y-A106431995
    TF-010-I-Y-A106431334.8
    TF-011-I-Y-A10643829.4
    TF-012-I-Y-A10643452
    TF-013-I-Y-A106431602.6
    TF-014-I-Y-A1064395.9
    TF-015-I-Y-A10643143.9
    TF-016-I-Y-A10643191.8

    *波長1064nm,外部聚焦鏡20mm,焦點介質的折射率1.00,其它波長規格請聯系我們

    長焦深透鏡

    長焦深透鏡

    長焦深透鏡可實現更長的聚焦深度以及更高的橫向分辨率(更小的光斑尺寸)。長的焦距深度要求小數值孔徑,小的光斑尺寸要求大數值孔徑,這兩者本來是相互沖突的,但長焦深透鏡卻能夠使光束同時具備這兩個特性,因此其十分適合一些行業應用。例如激光鉆孔,透明材料的切割(玻璃,藍寶石等),激光過程監控/監測、顯微鏡、激光度量學等等。

    常規的光學元件(如球面透鏡,反射鏡等),并不能同時滿足這兩個特性。而我們的長焦深透鏡能夠產生類似于&ldquo;長的圓柱體&rdquo;的長焦深焦點,焦點具有銳利的邊緣和更長的焦深,同時保持激光光斑尺寸非常小。

    長焦深透鏡的作用是使入射光在焦距附近產生一個能量近乎均勻分布、焦深的長度達幾十微米到幾毫米的焦點。相比于普通的光束焦點(能量非常集中,長度和寬度都有限),通過長焦深透鏡可把光束焦點拉長為原來的幾十倍至上百倍,同時寬度基本保持不變。能量均勻的長焦深光斑特別適合對材料進行深度切割。

    長焦深透鏡和多焦點元件互為補充,與多焦點產品相比,長焦產品的優勢在于它可以沿自由度產生連續的強度分布,并且不會受到相鄰焦點之間能量較低的區域的影響,在激光材料加工等領域有重要應用。如果用1064nm的長焦深DOE切割厚度2mm、折射率1.5的玻璃,可以選用EF-004-I-Y-A配合25mm的聚焦鏡。這種情況下,EF-004-I-Y-A的焦深長度正好約為2mm,滿足切割要求,并且具有很好的切割效果,表面平整度高、切割速度快。最近1030nm的長焦深切割應用也越來越多,例如EF-003-J-Y-A,EF-010/015/016/026-J-Y-A。

    特點

    • 高效率,高衍射效率,>95%

    • 焦深可定制,可指定焦點長度

    • 高能量閾值/高損傷閾值,適用于大功率激光器

    • 聚焦光斑尺寸很小,接近衍射極限

    • 可選擇是否鍍增透膜

    • 覆蓋紫外到紅外的所有激光波段,193nm to 10.6um

    典型應用

    • 激光材料加工,激光切割很厚的材料,深度激光切割

    • 激光打孔,厚基板激光鉆孔

    • 顯微鏡,激光顯微鏡

    型號波長[nm]焦點深度[um]光束直徑[mm]
    EF-001-I-Y-A106448313
    EF-002-I-Y-A10642704
    EF-003-I-Y-A106444412
    EF-006-I-Y-A1064937
    EF-007-I-Y-A1064539
    EF-008-I-Y-A10641206
    EF-009-I-Y-A1064688
    EF-010-I-Y-A10644310
    EF-011-I-Y-A10649492
    EF-014-I-Y-A10644543
    EF-015-I-Y-A106411311-485 **1-15
    EF-016-I-Y-A106425982-1068 **1-15
    EF-017-I-Y-A106418877-786 **1-15
    EF-019-I-Y-A1064376-79 **4-15
    EF-020-I-Y-A10649680-3188 **1-15
    EF-021-I-Y-A10649590-1520 **1-15
    EF-022-I-Y-A10648798-1167 **1-15
    EF-023-I-Y-A1064602-233 **3-7
    EF-024-I-Y-A10641405-148 **2-15
    EF-025-I-Y-A10641803-465 **2-7
    EF-026-I-Y-A1064859-332 **3-7
    EF-027-I-Y-A10642573-663 **2-7
    EF-028-I-Y-A10641405-148 **2-15

    *波長1064nm,外部聚焦鏡25mm,焦點介質的折射率1.00,其它波長規格請聯系我們

    玻璃切割解決方案

    玻璃切割解決方案

    具有超短IR脈沖的激光玻璃切割近來正在發展成為高通量玻璃加工的關鍵技術  。使用這種技術切割厚玻璃(> 500um)面臨著獨特的挑戰,因為激光能量既需要聚焦在一個狹窄的點上,又要在玻璃深度上均勻分布。我們最近推出了成絲切割模塊來滿足對完整解決方案  和最佳性能感興趣的客戶的玻璃切割的需求。

    成絲切割模塊

    成絲切割模塊是一種衍射光學模組。其主要應用于玻璃成絲切割。它最大的特點是能將入射激光沿整個焦深范圍的束腰尺寸整形成僅1.8um。同時,聚焦點尺寸相當于0.35個物鏡的孔徑光闌。因為成絲切割模塊在沿光軸方向能夠在空氣中輸出1mm長度的光斑的能量均勻分布的激光,所以成絲切割模塊是非常適合用于切割厚玻璃一款產品。

    成絲切割模塊

    成絲切割模塊是一款革命性的激光玻璃切割產品,其具有極小的光斑、高度的均勻性和93%的能量利用率,能夠輕松用于0~2.5mm之間各種厚度的玻璃切割?,F對于多焦點和長焦深技術,其光斑尺寸和能量均勻性都實現的極大的改善,秒殺原有的多焦點透鏡和長焦深透鏡。而和錐鏡的貝塞爾光束相比,成絲切割模塊具有更好的能量均勻性,對應更高的切面質量,更小的切口粗糙度。

    傳統的玻璃切割技術是利用金剛石在玻璃的表面上劃出微凹槽,在外力的作用下實現玻璃的切斷。然而,這種技術已經不能滿足信息顯示技術推動下產生的新型玻璃。由于其需要更高精度的切割,所以特別需要利用激光技術來切割。玻璃激光切割是一項容易操控的非接觸式且低污染技術,其優點在于在高速切割下能保證邊緣整齊、垂直性佳和內損傷低。目前脆性材料切割用到的主要激光波長為1064nm和1030nm。

    成絲切割是一種目前玻璃切割中較流行的工藝,激光光源上一般選擇1064nm或1030nm的超短脈沖(USP)激光器,可用于切割各種各樣的玻璃基板,包括用于智能手機顯示器的軟性硼硅酸鹽以及鋼化玻璃等。&ldquo;成絲&rdquo;就是把激光束變成一個在焦深方向上能量均勻分布的&ldquo;刀&rdquo;,這把刀其實就是一個激光細絲。成絲切割的優勢在于切割的邊緣質量好,切割速度快達2000毫米/秒,無需后期處理。

    成絲切割模塊

    上圖為成絲切割模塊輸出激光在Z軸上的能量分布圖與標準貝塞爾光斑(紅色)的光線能量分布圖仿真的對比,可以看到成絲切割模塊的能量都有效地分布在切割區域內,而普通貝塞爾光束的能量分布不均勻,焦深過長,低于切割閾值部分的能量不能被有效應用。

    成絲切割模塊

    模擬成絲切割模塊在空氣中的光斑分布,其在Z軸上的能量分部是非常均勻的,輸出深度1mm左右的均勻線激光。右圖是在Z軸方向上其能量輪廓圖,其充分反映了在Z軸上能量是如此的均勻,優于長焦深、多焦點的衍射光學元件和普通錐鏡產生的貝塞爾光束。

    特點

    • 單脈沖切割全深度玻璃

    • 單個模塊就提供了完整的光學解決方案

    • 光斑尺寸<2um,對應非常低的像差水平

    • 易于集成到現有的光學機械中。

    • 工作溫度從-40℃~150℃

    型號ZT Module-001-I/JZT Module-004-I/JZT Module-005-I/JZT Module-006-I/J
    波長1030nm, 1064nm, 其它可根據要求
    所需激光輸入單模 M2<1.3
    輸入光束直徑6mm (+-10% )
    空氣中的焦深~1mm~0.5mm~0.75mm~1.5mm
    束腰直徑1.8um
    工作距離7.4mm
    尺寸直徑30.5mm*,長度106mm
    安裝螺紋外徑SM1和SM05
    光學元件材質熔融石英
    效率>93%>91%

    *焦點深度可以根據客戶需求定制。

    衍射多焦點模塊

    衍射多焦點透鏡廣泛用于玻璃切割應用。在此過程中,沿切割路徑形成了多個焦點,從而提高其速度和準確性。為了獲得最佳性能,相鄰焦點之間的需要有較小分隔間距和高功率密度。通常使用大孔徑物鏡來實現該要求。但是,大多數現成的大功率物鏡無法滿足應用程序要求,從而導致性能下降。

    衍射多焦點模塊

    為了解決這個問題,我們開發了與多焦點鏡頭配合使用的,針對玻璃切割應用的定制化聚焦模塊。我們的多焦點模塊(MF模塊)可在所有焦點上保持衍射極限的光斑尺寸。

    多焦點模塊的優勢

    • 完整的解決方案–無需從單獨的供應商那里購買組件。

    • 性能增強–像差極低,衍射極限光斑尺寸。

    • 接受較大的輸入光束直徑(15mm或更大),從而得到較小的光斑。

    • 根據客戶的參數量身定制。

    • 模塊緊湊。

    • 獲得更準確的結果并加快處理進程。

    焦距20mm
    通光孔徑20mm
    NA孔徑0.45
    聚焦表現衍射極限
    工作波長范圍700-1100nm
    焦點功能任意 多焦點 / 長焦距
    尺寸圖直徑30mm,長度25mm

    長焦深DOE

    與多焦點產品相比,擴展焦點的優勢在于,它可以沿自由度產生連續的強度分布,并且不會受到相鄰焦點之間能量較低的區域的影響。

    長焦深DOE

    多焦點DOE

    衍射多焦點(MF)使您可以同時將激光束聚焦在沿傳播軸的多個焦點上。該元件適用于單模和多模激光系統,并產生聚焦在許多焦距上的輸出光束,這些焦距在設計過程中根據您的要求確定。

    多焦點DOE

    雙波長聚焦鏡

    雙波長聚焦鏡

    雙波長聚焦鏡是一種將不同波長的兩個入射光聚焦成同一個焦點的衍射光學元件,可以為同時使用兩種激光波長的場合供應有效支持。比如CO2激光和He-Ne激光,CO2激光和He-Ne激光衍射元件。

    雙波長聚焦鏡能將CO2激光焦點和可見光光束聚焦組合成一個焦點,同時還能矯正CO2激光器和其可見光光束之間的色差。一般選型定制時會根據客戶的應用,確定兩個波長的焦距。

    此外,我們還提供帶雙波長聚焦鏡的衍射F-Theta鏡,用于醫療檢測和掃描系統。這個衍射F-Theta鏡頭的優點在于提供焦點偏移和場矯正的同時,無需將雙波長聚焦鏡放置在掃描儀內,方便實用。帶雙波長聚焦鏡的衍射F-Theta鏡頭的型號會用FT表示(如型號表里的FT-001-AP-Y-A)

    操作原理

    同時使用多個波長的激光系統存在色差。 與較長的波長相比,較短的波長將聚焦在較短的距離上。 雙波長入射光束的色差的簡單情況如圖下圖所示。

    雙波長聚焦鏡操作原理

    使用DOE可以校正彼此相距很遠的兩個波長的色差,因此兩個工作波長將具有相同的焦距。 通常,衍射圖樣會通過將短波長的焦點擴展到較長波長的焦點位置而僅影響較短波長。

    雙波長聚焦鏡操作原理

    雙波長聚焦鏡三個主要應用

    • 操作原理非常簡單。 對于準直的雙波長輸入光束(單?;蚨嗄#?,兩個輸出光束聚焦在固定的單焦距上。  焦距是在DOE的設計過程中預先確定的,并且基于較長的波長焦距。 這種配置主要是在將高功率紅外激光束(通常為CO2激光束)和可見光瞄準束組合后用于色差校正。

    • 相互靠近的兩個或更多個波長的色差校正。在這里,衍射圖案將影響所有工作波長。特殊設計的衍射圖樣將所有波長組合到同一焦點。

    • 控制彼此靠近的兩個或更多個波長的色差。此應用過程允許根據要求更改每個波長的焦距,以實現它們之間的固定距離(請參見下面的圖)。

    雙波長聚焦鏡操作原理

    特點

    • 高效率,高衍射效率

    • 小尺寸,結構緊湊

    • 高能量閾值/高損傷閾值,適用于大功率激光器

    • 材質為純的ZnSe

    • 可選擇是否鍍增透膜

    典型應用

    • 生物醫療,外科手術激光系統

    • 工業CO2激光系統

    型號波長[nm]入射光斑[mm]工作距離[mm]元件直徑[mm]材料鍍膜
    DW-201-AP-Y-A10600, 6334-8.8123.715ZnSeV減反膜
    DW-202-AP-Y-A10600, 6334-122019ZnSeV減反膜
    DW-208-AP-Y-A10600, 6334-13.310038.1ZnSeV減反膜
    FT-001-AP-Y-A10600, 6334-1331.6725.4ZnSeV減反膜
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