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激光匀化
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匀化器

使用匀化器可以使激光焊接的能量分布更加均匀,从而使焊接更均匀并减小热影响区。激光匀化器多数应用是把多模激光在特定的距离上转换为圆形、正方形或其它形状的均匀光斑,通常配合808,880,915,980nm的激光器使用,改进激光焊接、激光除锈的效果。

所属品牌: 以色列Holo/Or

负责人:杜工
联系电话:15112361983   电子邮箱: duchong@welloptics.cn

产品介绍

    匀化器是改进激光焊接设备的革命性产品,其有两个英文名称Homogenizer和Diffuser。光束匀化器使激光焊接的能量分布更均匀,并且大大减小热影响区,实现许多传统激光焊接都无法达到的加工效果。目前,手机相关产业链的金属塑料焊接已经大量引入了匀化器。激光匀化器通常用于把多模激光在特定的距离上转换为圆形、正方形或其它形状的均匀光斑,通常配合915nm半导体激光器使用。

    使用匀化器能把单模或多模的准直输入光束,转换为能量分布高度均匀的光斑。光斑的波长和形状轮廓都可自定义,形状多数取圆形、正方形、直线。光束均化镜在许多需要明确定义光斑形状和随机扩散强度分布的应用中有很大作用。

 

光束匀化器的特点

-适用于单模或多模输入光束

-材质为石英、玻璃或塑料

-可以实现任意光斑形状,可灵活定制

-准确的光斑发散角,发散角范围从毫弧度到41°(mrad~ 41deg

 

光束匀化器的应用:

-激光成形

-激光焊接

-美容激光治疗

-准分子激光器的光束成形



入射激光的光束质量决定匀化器的输出光斑质量:

    匀化器天生就喜欢多模激光,因为它们较低的相干性会降低斑点的可见性,因此产生比单模激光输入更均匀的能量分布。单模光虽然产生的边界棱角分明,但会明显地牺牲均匀性。以M2的数值为标准,我们可以将激光分为两种:

    1.  M2<5的单模激光,相干性很好,在这种情况下,能实现很陡峭的边界,匀化效果较好,人眼可见明显的波纹会影响均匀性。对于光束质量较好的入射激光,匀化片还会出现0级衍射的极大点,位于目标光斑正中心。

    2.  M2>5的多模光,这时入射激光不是一个近高斯的光束,通常为发散角较大。这种情况下,匀化器得到的光斑均匀性会大大加强,得到一个非常理想的平顶,完全消除波纹,同时边界的过渡区会拉长,表现为边界不再陡峭/锐利。


单模、多模激光用于匀化器的优缺点对比:

 

单模激光,高斯光束

多模激光

图案精确性

均匀性

均匀性较好,有暗斑

边界

非常锐利

M2越大,边界越宽

效率

可以设计

可以设计

零级亮点

非常敏感,明显

几乎没有

 

    激光匀化器也属于衍射光学元件的材料一般可以选择熔融石英、塑料、玻璃,适用的波长范围为193nm~10.6um,激光匀化DOE的表面微结构台阶数可设计成2阶、4阶、8阶、16阶,DOE元件的尺寸范围2mm~100mmDOE可镀增透膜,整体衍射效率达到75% - 98%

    同时,匀化器可以直接使用或结合聚焦镜使用,直接使用的话可以得到在一定范围内得到任意发散角图案。如果配合聚焦镜使用,可以在焦平面内得到所需光斑的大小的衍射图案。

 


 

高均匀性激光均匀化器High homogeneity, HH Diffuser

    对于单模激光的匀化也不是完全没有办法。我们设计了高均匀性激光匀化器来克服0级中心亮点的难题。为了解决这个问题,Holoor推出了一套高均匀性激光匀化片。其通过精巧的设计,采用双衍射面的方案,用第一个衍射面降低入射激光的相干性,第二个衍射对激光进行扩散,这样就能够得到具有更高的均匀性和更低的的零阶效应。使M2<5的单模激光也能得到非常好的匀化效果,使激光匀化DOE满足各种入射激光光束的要求。

 

激光匀光片的选型

     匀化器的选型和光学系统的参数已经对输出光斑的要求息息相关。选型激光均匀化元件首先需要知道:激光波长,激光M2,焦距,输出光斑的形状和尺寸。

 

匀化器的标准规格范围

     915nm是激光匀化器是使用较多的波段,Holoor提供超过100中标准型号的匀化器,以工作距离EFL=100mm为例,下面列出了标准品涵盖的尺寸范围

    -圆形,尺寸42um~42mm

    -正方形,尺寸380um~45mm

    -直线,长度0.37mm~70mm

    另外还提供长方形、椭圆形等其它形状的激光匀化器。


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