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匀光元件

我们可以根据客户的需求制作针对多模激光的匀光片,该匀光片可以实现发散角度可调,形状可以是方形或者圆形,甚至是定制形状。适用于激光投影和显示,以及泵浦晶体。
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产品描述

  介绍

  本公司设计生产的Diffuser匀化产品可以将单模激光和多模激光转化为一个特殊的输出光斑,且此光斑能量分布均匀。如下图所示,得到的是一个方形的匀化光斑。

  北京润和微光科技有限公司所生产的Diffuser型匀化产品DOE在保证光斑均匀性的同时,依然能实现锐利的边界和保证高的光能利用率。

  产品特点

  适用于单模激光和多模激光

  DOE的材料为石英、玻璃和塑料,其中石英最为常用

  可以实现任意光斑形状

  优异的光斑均匀性、锐利的光斑边界

  准确的光斑发散角

  产品应用

  激光匀化

  金属焊接等

  激光材料处理:切割、打标、打孔等

  激光测试,检测等

  激光医疗

  产品参数

材料

熔融石英、塑料、玻璃

适用波长范围

193nm – 10.6um

DOE类型

2阶、4阶、8阶、16阶

DOE尺寸

2mm – 100mm

衍射效率

75% - 98%

镀膜

增透膜

输出发散角@532nm

几毫弧度到41°

  

  产品手册

  本公司生产的Diffuser的匀化DOE产品可以得到在可实现范围内的任意发散角图案,配合聚焦镜使用,可以在焦平面内得到所需光斑的大小的衍射图案。所得到的光斑质量和输入光的参数有很大关系,大体上,我们可以将激光分为两种:

  1.  M2<5的单模激光器,其相干性很好,在这种情况下,能实现的最佳匀化效果(高均匀性、高光利用率,准确的边界,没有中心亮点)可以参见我们公司的平台型平顶光产品

  2.  M2>5的多模激光器,即输入光的参数特性变现为很复杂,而不是一个近高斯的光束,所得到的图形则会变为一个近似的匀化光斑,变现为边界不够锐利,但是匀化效果加强

  下图就是我们公司针对相干性好的单模激光器设计的Diffuser匀化DOE所得到的圆斑输出效果。如图所示,其边界锐利,但是由于相干性的存在,其中心亮点较强。

常用计算公式

  1.设计DOE需要知道的激光参数

  波长

  输出光斑图形

  输出光斑发散角

  光束质量M2

  2. 典型的匀化装置如下图所示,包括激光器,一个DOE和一个聚焦透镜

  θ:输出光斑的发散角

  EFL:聚焦镜焦距

  D:光斑尺寸

  可得出,光斑大小和发散角的关系可以根据简单的三角函数得出。

  3. 在这类产品当中,应该保证发散角至少为衍射极限发散角的5-10倍,而且,发散角越大,匀化效果越好,下面公式显示的是衍射极限光斑大小DL的计算公式(1/e2):

  DL=(4*L*λ/π*D)*M2

  L:工作距离

  D:输入光斑大小(打在聚焦单元上为准)

  4. 根据衍射理论,输入光的发散角和输出光的发散角之间的关系,决定着我们的加工难度。

  5. 同等情况下,M2越高,其匀化效果越好

  6. 另外,我们可以直接在透镜(一面为平面,一面为球面)的平面直接加工出我们的DOE,这种产品将极大的缩小产品体积和减小产品质量,简化系统

  两种激光的光束变化效果比较

 

单模激光,高斯光束

多模激光

图案精确性

均匀性

相干强弱分布

边界

非常锐利

M2越大,越钝化

效率

可以设计

可以设计

零级亮点

非常敏感,明显

M2越大,越不敏感

  

  目前,我们公司研发了一款全新的面对M2小的匀化产品,在中心亮点问题得到了极大改变,但同时会损失部分的光利用率。

  扩散性匀化片

  产品介绍

  北京润和微光科技有限公司所生产的扩散性匀化片,可以将激光器的点光源,整形成特定形状、特定发散角的匀化光斑。下图是我们的匀化产品的匀化结果展示:

产品应用

  l激光显示

  l激光医疗

  l激光泵浦

  l激光剥离

  l激光通信等

 

  产品手册

  此类产品使用简单,只需将扩散片置于激光器之后即可,如下图所示

  元件特性

  本公司的扩散匀光片的效率可达到99%以上,发散角(采用半高全宽,即根据1m处光斑大小,求其半角的反正切值即可)最大可达全角41度。发散角可以根据客户的需求进行定制。

  设计所需参数

  综上所述,需要客户提供的参数有:激光波长,扩散光斑区域对应的发散角。

  注意事项

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