Thành phần quang nhiễu xạDOE Đối với chế biến vật liệu laser, y học và mỹ phẩm

Thành phần quang nhiễu xạ

-Hiển thị manipulator (DOESử dụng thiết kế vi cấu trúc để thay đổi pha ánh sáng mà nó truyền đi. Thiết kế hợp lý nhiễu xạ quang học Cấu trúc vi mô của bề mặt gốc cho phép bất kỳ ánh sáng nào phù hợp với sự phân bố cường độ ánh sáng được thiết kế khi ánh sáng cụ thể được đưa vào.DOECông nghệ cho phép nhiều chức năng và hoạt động trên ánh sáng mà các hệ thống quang học truyền thống không khả thi. Trong nhiều ứng dụng, các công nghệ này cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống. Phương án nhiễu xạ quang học có nhiều lợi thế, ví dụ: hiệu quả cao, độ chính xác cao, kích thước nhỏ, trọng lượng thấp và quan trọng nhất là nó linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau.

DOESản phẩm: Beam Splitter và Beam Shaper.

Bộ tách chùm tiaDOEĐược sử dụng để tách một chùm tia laser riêng lẻ thành nhiều chùm, mỗi chùm có các đặc tính tương tự như chùm tia tới (ngoại trừ công suất và góc truyền). Theo mô hình nhiễu xạ của bộ tách chùm,Bộ tách chùm có thể tạo ra1-Hiển thị manipulator (1×N) hoặc2-Hiển thị manipulator (M×N）。 Bộ tách chùmDOEBạn cũng có thể chia chùm tia tới thành các phân bố điểm khác nhau, ví dụ như hình tròn, mẫu ngẫu nhiên, mảnh hình lục giác, v. v. Bộ tách chùm tia cần được sử dụng với ánh sáng đơn sắc (ví dụ, chùm tia laser), với các bộ tách chùm khác nhau có bước sóng cụ thể và góc tách giữa các chùm đầu ra cụ thể.

Toàn bộ chùm tia có khả năng chuyển đổi chùm tia Gaussian gần như thành chùm đồng nhất hình tròn, hình chữ nhật, hình vuông và đường thẳng trên bề mặt làm việc, và các đường viền cạnh (phân bố cường độ ánh sáng). Rất rõ ràng, trong khi đó, máy định hình chùm tia có thể đạt được sự phân bố đồng đều của cường độ đầu ra, cho phép xử lý laser để xử lý bề mặt đồng đều, ngăn chặn phơi sáng quá mức hoặc phơi sáng không đầy đủ ở một khu vực cụ thể. Ngoài ra, các đốm có các khu vực chuyển tiếp dốc, do đó tạo ra một ranh giới rõ ràng giữa các khu vực được xử lý và không được xử lý. Beam Shaper Series bao gồm homogenizer,top-hatỐng kính xoáy (tấm pha xoắn ốc) và ống kính hình nón trục nhiễu xạ.

DOEỨng dụng điển hình

Khi công suất laser tiếp tục tăng lên, các thành phần quang học của người dùng của nhiều hệ thống tích hợp có thể không chịu được laser công suất cao. mạc đường ruột muqueuses digestives (LIDThoặcLDT) Các thông số trở thành yếu tố quan trọng khi lựa chọn linh kiện quang học. Ngưỡng thiệt hại cao của các thành phần quang học nhiễu xạ làm cho chúng lý tưởng cho các hệ thống và ứng dụng công nghiệp công suất cao. Các ứng dụng xử lý vật liệu laser và làm đẹp y tế dựa trên laser (y tế và mỹ phẩm) đều yêu cầu laser công suất cao.

Sơ đồ1Phân bố điểm chùm khác nhau, từ trái sang phải:5×5mảng, ngẫu nhiên, mảng lục giác, tròn

Sơ đồ2Kết quả của các hình dạng chùm tia khác nhau, từ trái sang phải: homogenizer, ánh sáng đỉnh phẳng, ống kính xoáy và lăng kính nhiễu xạ

Ứng dụng các thành phần quang nhiễu xạ trong các ứng dụng xử lý vật liệu laser

Gần đây, sự phát triển của các hệ thống laser mới cho nhu cầu công nghiệp đã tăng lên. Nhiều quy trình mới đã được phát triển và nhiều quy trình gia công truyền thống đã được thay thế bằng quy trình gia công laser. Xử lý vật liệu laser chiếm một phần lớn thị trường laser tổng thể,DOENó đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp chùm tia laser hình thành để thích ứng với quá trình. Công nghệ tạo hình và đồng nhất chùm tia laser là bước không thể thiếu để tối ưu hóa nhiều ứng dụng xử lý vật liệu laser.DOEThường được sử dụng trong các hệ thống khắc laser và xử lý laser, khoan laser, cắt laser và xử lý khác để tạo thành các cấu trúc tính năng nhỏ trên bề mặt.

DOEĐiều trị sắc đẹp dựa trên laser

Khi việc sử dụng công nghệ laser trở thành một công cụ không thể thiếu hoặc không thể thiếu trong lĩnh vực y tế và Mỹ, khả năng kiểm soát đầu ra laser ngày càng trở nên quan trọng.DOEMột giải pháp độc đáo được cung cấp cho phép chùm tia hoạt động theo nhiều cách trong khi vẫn giữ cho các yếu tố nhẹ. Điều trị thẩm mỹ thường sử dụng laser công suất cao. Yêu cầu tiếp xúc ánh sáng đồng đều và chính xác của laser với các cạnh sắc nét chính xác trong khi có hiệu quả cao. Đây là giải pháp lý tưởng cho việc định hình chùm tia bằng quang học nhiễu xạ.DOEThường được sử dụng để tẩy lông bằng laser, xóa hình xăm bằng laser, sửa chữa da, trẻ hóa da, v.v.

Thành phần quang nhiễu xạ - Bộ tách chùm

Nguyên tắc hoạt động của Beamer rất đơn giản. Theo yêu cầu hệ thống của khách hàng, đầu vào chùm tia chuẩn trực, đầu ra chùm tia ở góc tách từ bộ tách chùm tiaDOERa ngoài, góc độ tách biệt là......DOEXác định trong quá trình thiết kế và góc tách rất chính xác (lỗi)<0.03mRad）。 Việc tách chùm tia được thiết kế cho trường xa. Vì vậy, với chùm tia trongDOESau đó nó tiếp tục lan truyền và chúng trở nên rõ ràng hơn.

Sơ đồ3Bộ tách chùmDOEThiết lập cơ bản.EFL =Độ dài tiêu cự hiệu quả,m =Số lượng điểm (dots), θs=Góc tách biệt giữa hai tiêu điểm,d = 2khoảng cách (khoảng cách) giữa các tiêu điểm, θf= toàn bộ góc,D =Độ dài của một mảng các điểm ánh sáng

Sơ đồ4 1×6Đa điểm lây lan trong môi trường phân tán

Nhiều điểm kết quả có "giai đoạn 0" không bị nhiễu xạ và chùm tia tuân thủ các định luật phản xạ và khúc xạ. Đối với bộ tách chùm tiêu chuẩn có số chùm lẻ, góc tách là thứ tự+1Và thứ tự0Góc giữa (thứ tự)0Đó là chùm tia mong muốn. Đối với một bộ tách chùm tiêu chuẩn với một số chùm thậm chí, góc tách là+1bậc và-1Góc giữa các bậc (bậc zero không phải là chùm tia mong muốn).

Các thành phần quang nhiễu xạ - sử dụngDOEĐịnh hình chùm tia

Bộ định hình chùm nhiễu xạ là một yếu tố pha chuyển đổi chùm đầu vào Gauss thành một điểm đồng nhất với các cạnh sắc nét ở một khoảng cách làm việc cụ thể. Mỗi bộ định hình chùm chỉ có thể được sử dụng trong các điều kiện quang học cụ thể, đó là một tập hợp các thông số quang học độc đáo: bước sóng, kích thước chùm đầu vào, khoảng cách làm việc và kích thước điểm đầu ra.

Các cài đặt cơ bản nhất trong các ứng dụng định hình chùm tia bao gồm laser, phần tử định hình chùm tia nhiễu xạ và bề mặt được xử lý.

Flat Top Beam nhựa hình

Top Hat Beam Shaper được sử dụng để chuyển đổi chùm tia laser tới gần Gaussian thành các điểm có cường độ đồng nhất hình tròn, hình chữ nhật, hình vuông, đường hoặc các hình dạng khác với các cạnh sắc nét chất lượng cao trong một mặt phẳng làm việc cụ thể. Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (TEM00），M2Giá trị<1.3。

Máy tạo hình chùm tia có khả năng để lại các đốm sáng đồng nhất trên bề mặt của vật thể được xử lý và trên bề mặt có khả năng ngăn ngừa phơi sáng quá mức hoặc thiếu sáng ở các khu vực cụ thể. Ngoài ra, điểm này được đặc trưng bởi các khu vực chuyển tiếp sắc nét tạo thành ranh giới rõ ràng giữa các khu vực được xử lý và không được xử lý. Top Hat Beam Shaper có hiệu quả cao (thường là> 95), tính đồng nhất tuyệt vời (thường là ±5), vùng chuyển tiếp dốc và ngưỡng sát thương laser cao. Ngoài ra, Top Hat Beam Shaper nhạy cảm với kích thước chùm đầu vào, khoảng cách làm việc và dịch chuyển phần tử. Đầu phẳngDOEThường được sử dụng trong các ứng dụng xử lý vật liệu laser (ablation laser, cắt laser, khoan laser), xử lý thẩm mỹ (xăm và tẩy lông), ứng dụng khoa học (streaming cytometry), v.v.

Đồng hóa - Beam Shaper

Đồng nhất quang họcDOEChuyển đổi chùm đầu vào chế độ đơn hoặc đa chế độ thành chùm đầu ra được xác định rõ ràng được đặc trưng bởi hình dạng mong muốn và cường độ đỉnh phẳng đồng đều. Các bộ khuếch tán phổ biến nhất nhận được các hình dạng tròn, vuông, hình chữ nhật, hình bầu dục và hình lục giác. Đồng thời, hầu như bất kỳ hình dạng hình ảnh nào cũng có thể được thiết kế. Các cạnh của chùm tia khuếch tán thường dốc và có thể xác định được. Tỷ lệ giữa góc phân kỳ đầu vào và góc khuếch tán của bộ đồng nhất xác định tỷ lệ giữa khu vực chuyển tiếp và khu vực đồng nhất của chùm tia đầu ra. Để đạt được sự phân bố cường độ lý tưởng của chùm tia trong trường xa hoặc mặt phẳng tiêu cự,DOEBộ điều hòa phân chia ánh sáng tới theo một hướng bán ngẫu nhiên theo một hướng nửa ngẫu nhiên. Phương pháp này cho phép thiết kế các yếu tố có thể tạo ra bất kỳ hình dạng nào với góc và kích thước đầu ra chính xác trong điều kiện cường độ ánh sáng đồng đều. Hiệu suất khuếch tán phụ thuộc rất nhiều vào các thông số chùm tia tới, ngoài ra, bằng cách sử dụng caoM2Chùm đầu vào có thể đạt được tính đồng nhất cao hơn (hình ảnh)7）。 Homogenizer Beam Shaper không nhạy cảm với kích thước chùm, độ dịch chuyển và độ nghiêng của phần tử. Nó cung cấp một ngưỡng thiệt hại laser cao, trong khi tính đồng nhất và hiệu quả thay đổi theo thiết kế. Đồng nhấtDOEThường được sử dụng trong các ứng dụng xử lý vật liệu laser (hàn laser, hàn laser), xử lý thẩm mỹ (xăm mình)/Rụng lông, đường viền cơ thể) và nhiều hơn nữa.

Sơ đồ5Máy tạo hình chùm tiaDOEThiết lập cơ bản.d =Hình thành kích thước điểm,D =đường kính chùm,EFL =Độ dài tiêu cự hiệu quả.

Sơ đồ6Phân phối sức mạnh mũ hàng đầu, trái: vuông, phải: tròn

Sơ đồ7Hiệu suất đồng nhất theoM2Thay đổi, trái:M2 = 1Phải:M2 = 10 Sơ đồ8Ống kính ScrollDOEGiai đoạn bước

Thành phần quang nhiễu xạ - Tấm pha xoắn ốc

Ống kính ScrollDOEChuyển đổi phân phối đầu vào Gaussian thành vòng năng lượng. Một tấm pha xoắn ốc là một thành phần quang học độc đáo có cấu trúc hoàn toàn bao gồm các pha xoắn ốc hoặc xoắn ốc với mục đích kiểm soát các pha của chùm tia truyền qua. Tổng độ sâu khắc từ trên xuống dưới của "bậc thang" là một chức năng của chỉ số quang học thiết kế bước sóng và chất nền. Trong điều kiện chung, độ sâu này có cùng thứ tự độ lớn như bước sóng thiết kế. Do đó, mỗi tấm pha xoáy là bước sóng cụ thể. -Hiển thị manipulator (TEM00Gauss đầu vào chùm tia và nó chuyển đổi nó thànhTEM01Các chế độ đối xứng trục.

Sử dụng đường kính chùm tia đầu vào lớn hơn có hai lợi thế khác biệt. Đầu tiên, chùm tia lớn hơn làm giảm cặp đầu ra một chútDOEĐộ nhạy của Align Tolerance Thứ hai, đường kính chùm tia đầu vào lớn hơn sẽ có thể tạo ra các điểm xoáy nhỏ hơn, thường là kết quả mong muốn trong nhiều ứng dụng. Ống kính xoáy có hiệu quả cao (thường là> 90) và ngưỡng tổn thương thấp hơn. Nó có độ nhạy của các yếu tố dịch chuyển và xoay. Ống kính ScrollDOEThông số kỹ thuật sản phẩm: - Type: Digital Multifunction Imaging System - Standard Functions: Copy, Print (STEDKính hiển vi, nhíp quang học) và nhiều hơn nữa.

Tóm tắt:

Trong những năm gần đây, các thành phần quang học nhiễu xạ đã trở thành một công nghệ trưởng thành và được sử dụng rộng rãi.DOECông nghệ chủ yếu được áp dụng cho chỉnh hình chùm tia và phân chùm tia. Nó chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng xử lý vật liệu laser, ứng dụng y tế và khoa học, và có một thị trường lớn, chiếm một phần lớn thị trường ứng dụng laser tổng thể. Do công suất laser không ngừng nâng cao và yêu cầu độ chính xác không ngừng nghiêm ngặt,DOENgưỡng tổn thương laser cao và đặc điểm chính xác cao khiến nó trở thành giải pháp hiệu quả cho vấn đề ứng dụng laser.