衍射光学元件配件 DOE配件

衍射光学元件能够实现对激光的能量和相位进行各种调制，例如激光分束、采样、整形、焦点拉长、扩散/匀化、消色差等控制。衍射光学元件使用透镜表面的微纳结构，改变激光的相位。通过恰当的设计，可以使入射激光按照任何期望的强度进行排布，从而对激光进行精准操纵。可以用于激光加工、激光打标、激光焊接、激光切割、激光打孔、激光热处理等领域。

衍射光学元件也有一些固有的缺点，例如无法彻底消除高级次衍射，每个DOE的输出图案都是固定的，难以调节。如果要使DOE在实际应用中发挥更大的作用，或者想实现单个衍射光学元件难以实现的光学控制功能，就需要用到一些配件。例如高阶激光阻挡模组、激光缩放器、激光电介质掩膜、激光聚焦模组和激光扩束器，这些配件统称为激光衍射光学元件的配件。下面我们逐项进行介绍。

 

高衍射级次阻挡模组，高阶激光阻挡模组

高衍射级次阻挡模组英文名称为Module for blocking unwanted spots \ energy，作用是阻挡不需要的高级次激光衍射光斑，而只留下需要的激光光斑，一般为0级或1级。

该模块包含6个镜头和一个面具/光圈在中间。每个衍射光学元件的设计需要一个特定的面具/光圈根据客户的规格。

高阶激光阻挡模组的参数和功能：

最大入射激光光束直径 = 12 [mm]

DOE元件最大衍射角度 = 5 [deg]

输入激光光束小于12[mm] 则DOE的衍射角度可大于5 [deg]

模组长度 = 90 [mm] (不含DOE 和聚焦透镜)

模组外径 = 30.5 [mm] (lens diameter = 25.4 [mm])

透镜材料 = N-SF11

 

DOE光束缩放器，衍射元件缩放器（DOE Tuner）

DOE光束缩放器（DOE Tuner）是对各种DOE输出参数的微调能力需求时使用衍射光学元件(DOE)，克服了DOE输出光斑和角度固定的缺点，调节参数包括形状/光斑大小,分离/发散角等整体梁调谐器/或设计变量，优化与前端的光束整形器使用,均质器、MultiSpot和其他产品。另一个应用是入射电子束的微调大小。在入射光束大小的精度对平顶衍射光学元件(DOE)的应用很重要的。

DOE光束缩放器的特点:

非常低的波前误差

光束扩展器x0.8-x1.2

没有需要改变模块的方向

滑动镜头

固定的机械尺寸

熔融石英透镜材料

输入和输出通光孔径= 23(毫米)

模块的长度= 120(毫米)

最大输入光束大小= 7(毫米)

最小输出光束大小= 8.4(毫米)

最大入射角= 0.5 o

波长范围= 266 - 1064(nm)

其他波长要求

DOE光束缩放器的用法:

1. 将DOE-Tuner放在衍射光学元件(DOE)前

目的——微调输入激光光束的大小

优势:

对于平顶光束整形器——达到所需的尺寸

对于激光光束分束器、激光多焦点透镜和涡相位板——控制光斑大小

2. 将DOE-Tuner放在衍射光学元件(DOE)后

目的——控制激光输出光束的发散,通过改变衍射光学元件(DOE)的参数在80 – 120%的范围

优势:

对于多点光束分束器/多激光光斑——可控制分离角

对于多焦点衍射元件——可控制焦点之间的分离

对于平顶激光光斑，扩散器&其他——可控制图像的大小

 

DOE专用掩膜——精密控制大功率激光的孔径（Dielectric (Projection / Imaging) Mask）

DOE专用掩膜（激光电介质掩膜）是在玻璃基板上镀有一层很薄的图案反射涂层。有涂层的部分反射入射激光光束而通孔则传输激光光束的一部分。在近场输出将会非常接近通孔形状的图案。在远场衍射模式可能会出现。

特性

很小的传输孔径/通孔(~ 10um)

高损伤阈值

低吸收

高反射率在反射部分(> 99%)

高透射率(> 95%)在透明的部分(s)

激光传输低(< 0.5%),掩膜部分(@532nm)

很薄的掩膜层(~ 1um)

针对单波长设计

典型的参数

外直径(5 - 76 mm)

孔径形状(圆的、方的、其他)

孔径尺寸(10um – 60mm)

波长(193 nm - 11000 nm)

应用领域：

缩减传输区域，设置一个很小的传输区域

控制激光衍射图案的大小，不能管理强度剖面内的位置

DOE专用掩膜的型号

 

光束整形专用聚焦镜，DOE专用聚焦镜（Focusing Module）。

为了在现实中获得理想的光束整形效果，Holoor开发了光束整形专用聚焦镜（Focusing Module），能够实现在焦平面上产生高精度、无相差的激光图像。

普通聚焦镜或物镜通常是聚焦高斯光束，没有针对DOE进行优化，因此经常引起平顶光束的畸变/相差现象，这些畸变通常会发生在小焦距，短的波长和大型输入光束。为了解决这个问题，Holoor专门设计了光束整形专用聚焦镜，模组包含5个透镜，可以在后端获得经衍射光学元件DOE后的激光衍射图形。例如对355nm的激光波长可整体设计聚焦模组，焦距50mm，光斑形状为正方形。激光聚焦模组的波长和焦距均可定制。

holoor聚焦模块呈现以下特点:

无相差

焦距:50mm

波长(优化):355nm

模块尺寸= 直径38.5mm

材料: 熔融石英

最大输入光束大小= 12(毫米)

最大平顶光斑的全角度:18(度)

可选——Objective correction collar

 

DOE专用扩束器

DOE专用扩束器（DOE Expander）也是为了在不改变光路的情况下调节某些衍射光学元件(DOE)的输出参数。DOE扩束器可以扩大或缩小衍射激光光斑的图形，设定DOE输出的放大倍数。

DOE专用扩束器不同于标准的光束扩展器，其考虑了光束整形元件的特点，是光束整形、激光分束还是激光焦点控制，从而实现一流的调制效果和最小的畸变。

DOE专用扩束器适用于以下情况下:

1. 和DOE衍射光学元件配合使用，实现单个DOE元件难以实现的光束调制功能

2. 和现有的标准,半标准或库存的DOE元件配合使用，改变DOE元件的角度或激光光斑大小，从而避免DOE光学元件的重复设计和缩短交货时间

另外，也可根据客户的系统和要求来定制。

DOE扩束器的规格参数

材料:      熔融石英

透射率:   ≥ 97%

固定放大倍数:      x5 and x10

可与DOE扩束器配合使用的DOE:   分束器，匀光器，评定光束整形器，激光涡透镜，螺旋相位板、轴棱镜、圆环发生器、多圆环发生器

DOE扩束器可优化:     方形的二维激光平顶光斑 ，例如9x9激光点阵

波长范围:      266nm to 1550nm

DOE扩束器的型号