光束整形器的原理

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　　2020-04-18 14:54:12来源：深圳维尔克斯光电有限公司

　　）入射激光束转换成圆形，矩形，正方形，直线或其他自定义的形状。光束整形器产生的平顶光斑常用于激光加工，可以防止特定区域过度曝光或曝光不足，光束整形器的典型应用包括：裁切，烧蚀，打孔，划线，退火，医学和美学，显微镜和科学，光片细胞计数等。

　　1.入射激光波长 2.工作距离（EFL） 3.入射激光光束尺寸（D） 4.输出光斑尺寸（d）

　　值小于具体规格的要求，一般要求M＜1.3。如果M值变大，则产生的平顶光斑的效果变差，这种情况下需要引入光阑、准直系统或空间滤波器对入射激光进行调整。

　　）大2倍（大2.5倍*佳），因为太小的孔径会在输出光斑上产生干涉图样或波纹。这些孔径通常包括平面镜（用于光束折叠或扫描），扩束器，激光分束器和聚焦光学器件。

　　）”，“衍射极限（DL）”这个概念非常重要这是*小输出光斑尺寸的物理光学极限，即如果从系统中删除了光束整形器，理想的输出光斑尺寸就是衍射极限光斑的尺寸。根据经验，

　　通常，应用要求过渡区（能量峰值的13.5-90％）尽可能小，并且平顶光斑轮廓必须具有*大的相对平坦尺寸，即均匀区域大小。随着DL的减小，成型质量提高，从而减少了“浪费”的能量。平顶光斑（TH）光束整形器和稳定平顶光斑（ST）光束整形器类型的比较Holo / Or使用两种不同的算法来设计光束整形器，这两种算法各有其优势。原始的TH算法比ST算法具有更高的一致性。TH元件仅限于设计直线，矩形，正方形或圆形等基本光斑形状，ST设计基于计算机辅助的数值优化设计，可以实现任意的光斑形状和强度分布的轮廓。TH元件具有较大的过渡区，比ST元件的过渡区大两倍，但散焦性能更好。

　　光束整形器和多色光光束整形器的比较标准的光束整形器针对特定的波长进行了优化，使用其他波长将影响输出平顶光斑的性能。如果客户的应用需要多色光源，则使用多色光光束整形器（polychromatic beam shaper）通常是更好的解决方案。多色光光束整形器可在很宽的波长范围内正常工作，但是产生的平顶光斑尺寸和形状准确度较低对比标准的光束整形器。

　　值得注意的是，在上面的图4中由于偏心导致的“倾斜”平顶轮廓；即强度从点的一侧到另一侧的斜率。

　　请注意，当工作距离减小（紫色曲线），或者工作距离增加（绿色曲线）时，其行为表现不同。在这两种情况下，均匀度都会下降，而增加工作距离的情况会在平顶光斑的边缘出现狭窄的峰（像“狗耳朵”），而缩短工作距离的情况则会使输出光斑边缘更圆滑。

　　有趣的是，在图6中产生了与图5非常相似的效果。太大的光束直径和更大的工作距离之间存在明显的平行关系。“狗耳朵”的效果是相同的。

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