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DOE模块,用户解决方案

设计和生产各种衍射光学元件DOE和微光学元件,应用于高精度和高功率激光器

时间:2020-07-07 类别:光学元器件 关注:15636

衍射光学元件(DOE)是相位元件,它利用嵌入在元件中的微结构将输入激光束转化为各种输出轮廓和形状的光束,我们可以根据每个客户的规格和需求量身定制设计。

我们一站式供应各种类型的衍射光学元件,DOE,DOE模块,衍射光学DOE,结构光DOE,消色散衍射元件,波前校正器,衍射小透镜阵列,衍射透镜,波带透镜,M²转换模块,模式转换器,结构光模块,结构光衍射光学元件,艾里光束发生器,艾里光束DOE,微光学元件,可提供选型、技术指导、安装培训、个性定制等全生命周期、全流程服务,欢迎联系我们的产品经理!

M²转换模块

M²转换模块是我们全精细线形解决方案的一部分,也是我们为有兴趣做自己线性整形的客户提供的定制的独立的解决方案。该模块是一种经济高效的解决方案,使用多模(MM)激光作为输入,可以在一个轴上获得近乎单模(SM)的光束。该模块非常容易对准,保持相同的光轴以及较低的光学数值孔径,这也使得其很容易与现有的线性聚焦光学器件集成。与其它竞争解决方案不同,输入光束可以是圆形的,并且不需要是椭圆形的。只需将模块插入光路,经过一些微调,您将获得M²变换后的光束。

M2转换模块

衍射解决方案的优势

  • 易于对准和安装–模块已预先对准并密封。

  • 光刻生产工艺实现的极高精度的光束质量转换。

  • 完全透射(无反射)的同轴系统。

  • 无像差。

  • 内部不聚焦。

  • 在193nm至1940nm深紫外到远红外的宽光谱范围内可用。

  • 由高质量的紫外熔融石英制成,在所有表面上均具有大功率增透膜。

一般规格

波长:193-1940[nm]
输入M²:12-30
快轴轮廓:平顶式样
慢轴轮廓:各部分分离
透射率:> 93%
尺寸图:直径30mm,长度600mm

*每个系统一个波长,最大光谱宽度为输入波长的2%。

工作原理

输出形状由等距离分隔的部分组成,其中一个轴(快轴)为近单模,第二个轴(慢轴)为多模。 可以将这些分离的低M²部分重新塑形并聚焦到具有良好均一性的细衍射极限线。适合材料加工的应用要求。

M²转换模块模拟

以下是M²转换模块性能的模拟结果。上面的两个图显示了波长343nm,直径的6mm,发散角0.08度的圆形多模激光源的强度和发散度。通过使用我们的M² 计算器,那些计算出的光束参数等效于M方因子为20。

M2转换模块模拟

下图显示了M² 转换模块出口处的强度和发散度。在M²较小的轴上,光束的大小为0.65 mm,发散度为0.094度。计算出的M²为2.4。

M2转换模块模拟

精益生产线(TM)

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精益生产线(TM)用于将圆形输入光束转换为窄激光线,可用于各种大功率应用,尤其是在紫外和绿光波长(343、355和532 nm)的情况下。

我们提供了一个强大的2-模块系统,该系统将低相干性的圆形输入转换为用户确定的长度(100mm-750mm)的窄线。

我们的解决方案基于专有的衍射光束整形概念,可以针对从193nm深紫外到1940nm IR激光器的任何波长进行定制。

通过使用该解决方案,您可以使用低功率,低成本的激光器在细线中实现相同的功率密度;提供大量节省。

衍射解决方案的优势

  • 易于对准和安装。

  • 通过光刻生产工艺实现极高精度的光束质量转换。

  • 完全透射(无反射)的同轴系统。

  • 无像差。

  • 可以轻松调整以产生不同的线长和线宽。

  • 没有内部聚焦。

  • 可提供从深紫外到近红外的宽光谱范围。

LeanLine_p1.jpg

该解决方案包括两个模块

  • 第一个模块是M²转换模块。它用于光束质量转换和细线光束整形

  • 第二个模块用于控制线长和在窄轴上聚焦。

应用范围

  • 激光剥离工艺和脱胶;

  • 激光退火;

  • 激光焊接;

  • 薄膜太阳能电池生产;

  • 直接激光干涉图案(DLIP);

  • OLED显示器。

处理多种材料,包括:硅、玻璃上硅键合片、聚合物和玻璃上的ITO等。

典型规格

波长343,355, 532 [nm]
输入M²12-25
线长按需求调整
线均匀度<5%
半高全宽< 20 [um]
效率> 75 %
工作距离125 [mm]
样品的能量取决于激光功率
尺寸图TBD 待定
系统的完整长度TBD 待定

模式转换器

厄米–高斯模式转换器

傍轴亥姆霍兹方程的任意解可以表示为厄米-高斯模的组合(其振幅分布在笛卡尔坐标系x和y上是分离的)。对于许多应用,将基本激光模式TEM 00转换为高阶厄米-高斯光束很有用:

厄米–高斯模式转换器

每个模式HG lm  表示, l和m分别表示x和y方向上的模式数。

厄米–高斯模式转换器

典型应用

  • 通讯;

  • 科学&研究;

  • 扫描应用;

  • STED显微镜;

  • 光镊;

  • 光学捕获力。

特征

  • 无像差;

  • 高效率。

典型工作原理

操作原理非常简单明了–在初始场振幅和相位上应用傅立叶变换(FT),以获得远场所需的场(或强度)分布。以此方式,基模高斯光束TEM_00被转换为更高阶的厄米特-高斯模。例如将TEM_00转换为TEM_10:

厄米–高斯模式转换器典型工作原理

对于相位板元件,台阶的高度定义为:h=λ/[2×(n-1)],其中n是材料的折射率。

设计注意事项

为了获得较好的性能,激光输出应为单模(TEM 00  ,M²值<1.3。如果M²较大,则仍然可以通过在激光器和DOE透镜元件之间插入空间滤波器来减小M²值。

在光束路径中的所有光学元件应该是高质量的,即具有 低的不规则性 ,以防引入波前误差,从而降低衍射相位元件的性能

一般规格

材料熔融石英,蓝宝石,ZnSe,塑料
波长范围193nm至    10.6μm
DOE设计二进制(2级)
元件大小几mm至100mm
涂层(可选)AR/AR增透膜
定制设计可用的

Π相板

对于许多应用,必须使用以π相为中心的相位元件。用于成像时,使用此元件将使焦深增加;用于粒子操作时,使用此元件将导致光镊陷印。

Π相板

标准产品

型号直径[mm]孔径[mm]材料描述
PE-20225.423.6熔融石英半空间π差模转换器TEM01(或TEM10)
PE-23025.423.6熔融石英四分之一间距π差模转换器TEM11
PE-215119.2熔融石英中心为圆形π相,直径4817μm
PE-21623.69.2熔融石英中心为圆形π相,直径5680μm
PE-2172023.6熔融石英中心为圆形π相,直径6200μm
PE-21825.418.2熔融石英中心为圆形π相,直径8428μm
PE-21925.423.6熔融石英中心为圆形π相,直10838μm
PE-22025.423.6熔融石英中心为圆形π相,直径7224μm
PE-221119.2熔融石英中心为圆形π相,直径3612μm
PE-222119.2熔融石英中心为圆形π相,直径4214μm
PE-223119.2熔融石英中心为圆形π相,直径3000μm
PE-224119.2熔融石英中心为圆形π相,直径5400μm
PE-22525.423.6熔融石英中心为圆形π相,直径6384μm
PE-22612.510.7熔融石英中心为圆形π相,直径6840μm
PE-22725.423.6熔融石英中心为圆形π相,直径8900μm
PE-228119.2熔融石英中心为圆形π相,直径1200μm
PE-229119.2熔融石英中心为圆形π相,直径1800μm

*若想获得以上元件的报价,请先确定使用的波长

结构光模块

高角度放大模块

诸如虚拟,增强现实和混合现实,无人驾驶汽车和医学等应用需要具有非常大角度的投影图案以进行3D感测(标准分束器,随机多点,点生成器,多线,均质器,多环或其他自定义模式)。

高角度放大模块高角度放大模块

我们提供高角度放大模块,适用于所有波长,并由聚碳酸酯或玻璃基板制成。这些模块适用于各种角度,放大倍率并且具有不同的价格范围。

每个模块都包括一个产生衍射光学元件(DOE)的图案和一个提供放大倍率(无光圈限制)的透镜系统。这些模块可以集成到现有的激光系统中,而没有内置的激光源将应用限制在一定的波长和强度范围内。

我们提供用于塑料材料快速原型设计以及塑料和玻璃基板批量生产的解决方案。虽然对于许多应用而言,投影图案的枕形失真不是问题。但是,对于需要校正这种变形的应用,我们即可以为塑料模块提供这种校正。

典型应用

  • 激光雷达

  • 投影标记

  • 表面检查

  • 圆柱/管映射(内窥镜检查,煤气管泄漏检测等)

圆形,方形和矩形图案的模块

类型塑胶模组玻璃模组
基质聚碳酸酯纤维LAH65 / FS
模块要使用的产品类别分束器–多点光束整形器–均质器,多环,多线,定制分束器–多点光束整形器–均质器,多环,多线,定制
最大功率[W /    cm2]51000
最大角度[度]80x80方形120圆110x110方形160圆
最大输入光束直径22
放大率7倍7 2.7倍
模组尺寸[mm]50x30*28x30*
适用于400-1050nm355-1550nm
失真校正Optional 可选

*可以根据要求定制模块尺寸(例如:我们已经设计和制造了直径3mm的内窥镜模块)。

360度投影模组

360度投影模组

我们已开发出一种基于DOE和折反射系统的新型投影模块。 单个模块在投影机周围的360 X 70度的视场上投影出一个图案(点/线或任何其他图案)。单个无源模块没有移动部件,可实现从地板到天花板的完整空间映射,并可根据需要缩小为紧凑的尺寸。

光点密度可控,可以调整光点数量以以任何所需的分辨率映射空间。可以轻松实现100,000个以上的斑点。

典型应用

  • 自动驾驶汽车

  • 机器人感应

  • 无人机防撞

  • VR/AR空间映射

艾里光束发生器

自从艾里光束被发现以来,艾里光束在各个领域的潜在应用引起了极大的关注,包括光学路由,微观粒子的操纵,光学介导的粒子清除和激光微加工。此外,人们还研究了非线性和湍流中艾里光束的传播特性,以产生弯曲的等离子体通道,超连续谱和孤立波以及激光成丝。研究者门还做出努力来证明艾里波束具有电子波,声波和表面等离子体激元。

传统上,艾里光束是通过高斯强度分布的激光束的三次相位调制及其随后的傅立叶变换而生成的。目前,我们专门推出了产生艾里光束的衍射元件,其还可以通过适当的谐振腔结构产的不同波长下具有合适的光谱和时间参数的高功率超快艾里光束,以满足诸如曲面激光微加工,激光成丝,超连续生成和弯曲等离子体通道等许多应用和研究的需求。

艾里光束发生器  艾里光束发生器

艾里光束是非衍射波形,不会随光束传播而散开,并且在传播时波形会弯曲。

艾里光束也具有自由加速的特性。当它传播时,它会弯曲以形成抛物线弧。

理想的艾里光束的横截面将显示出主强度区域,并且一系列相邻的,发光度较低的区域逐渐缩小到无穷。

我们建议使用特殊的DOE元素将高斯光束转换为艾里光束。

我们提供艾里光束衍射元件(艾里光束DOE),帮助客户获得艾里光束,该元件的位置可至于激光腔内或腔外,工作方式可以为透射式或反射式。

型号波长(nm)尺寸(mm)等级数材料通光孔径(mm)
PE-203-1-Y-A*160025.42FS2
PE-206-I-Y-A10641116**FS9.2

* 2条通风光束之间的分离角度:9.2度
 **高效

定制解决方案

光学设计-折射和衍射光学

光学设计-折射和衍射光学

我们设计和生产各种衍射光学元件(DOE)和微光学元件,应用于高精度和高功率激光器,我们经常参与解决最棘手的光学问题,并通过世界一流的光学设计提供突破性的解决方案。如果您需要创新的合作伙伴来帮助您将想法变为现实,我们欢迎您就您的应用与我们联系。

我们即可以构建您的整个光学系统,也可以在您的系统中添加单个光学元件。

我们在光学项目方面都有丰富的经验,从最初的概念阶段到产品交付以及售后支持。流程包括:详细的设计,原型制造以及最终的生产。

我们使用顶级的商业光学设计和物理光学软件- Zemax和VirtualLab(VirtualLab提供了一种非常精确的物理传播引擎,它是折射和衍射光学元件结合情况下时功能最强大的软件)。此外,我们也有自己研发的衍射光学设计软件:DOECAD,MATLAB工具箱以及许多其它的IP算法。

消色散衍射元件-用于焦平面光谱色散的DOE

消色散衍射元件-用于焦平面光谱色散的DOE

在多波长聚焦中,我们提供了一种灵活而紧凑的衍射解决方案。由于透镜材料的光学参数对光谱的轻微依赖性,折射镜具有较小的色散成分。因此,光谱焦点是离散的但是彼此非常接近。衍射表面是一种紧凑有效的解决方案,用于拉伸或扩展两个或多个光谱焦点之间的间距。另一方面,衍射表面也是将不同波长焦点聚焦到同一个焦点的有效解决方案。

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,阵列相当于扩散器可实现局部聚焦和采样。衍射小透镜阵列的优势在于具有100%填充因子,远高于折射小透镜阵列。是一种易于设计和制造的用于成像系统的像差校正的微透镜。

另外,我们还提供一维微透镜阵列和中心偏移的小透镜阵列。

波前校正器(即像差校正)

波前校正器(即像差校正)

当波前与所需形状不同时,可以使用DOE元件来校正偏差。

与所需形状的波前偏差必须在时间上保持恒定,因为元素的每个部分都会进行特定的相位校正

衍射透镜和波带透镜

衍射透镜和波带透镜

衍射透镜是用于聚焦单色光(通常是激光)。衍射透镜由一系列宽度减小的径向环或&ldquo;区域&rdquo;(也称为菲涅耳区域)组成。

衍射透镜是完美的透镜,其中包括球差校正。 通常,衍射元件在单个波长下效果最佳。 在任何其他波长下,效率以及图像对比度都会降低。 然而,衍射透镜也可以用作色差校正器,并且在这种情况下,图像对比度不会降低。  衍射透镜还可用于减少系统中的元件数量。

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