Einführung neuer diffraktiver optischer Elemente
Diffraktives optisches Element, DOE ist ein aufstrebendes optisches Element, das in den letzten Jahren boomt. DOE verwendet normalerweise einen Mikro-Nano-Ätzprozess, um eine zweidimensional verteilte Beugungseinheit zu bilden. Jede Beugungseinheit kann eine bestimmte Form, einen bestimmten Brechungsindex usw. haben, um die Phasenverteilung der Laserwellenfront fein einzustellen. Der Laser beugt sich nach dem Durchlaufen jeder Beugungseinheit und stört in einer bestimmten Entfernung (normalerweise unendlich oder Linsenfokusebene), um eine spezifische Lichtintensitätsverteilung zu bilden.
Aspheric Fused Silica Fokussierlinse
Nach dem Aufkommen diffraktiver optischer Elemente hat es ein großes Anwendungspotential in den Bereichen Hochleistungslaser, Laserbearbeitung, medizinische Laserbehandlung, Mikrobildgebung, Lidar, strukturierte Lichtbeleuchtung, Laseranzeige usw. gezeigt. Seine Vorteile liegen hauptsächlich in:
1) Hohe Effizienz. Das genaue Design der Struktur der Beugungseinheit kann sicherstellen, dass nahezu 100% der Laserenergie auf das erforderliche Muster projiziert werden und der Wirkungsgrad viel höher ist als bei der Maske und anderen Mitteln.
2) Einfach zu bedienen. Das diffraktive optische Element hat ein sehr kleines Volumen und Gewicht und kann verwendet werden, wenn es in den optischen Weg eingefügt wird; In den meisten Fällen kann es mit Standardlinsen, Feldlinsen, Mikroobjektiven usw. verwendet werden.
3) Flexibilität. Dank der rasanten Entwicklung der Mikro-Nano-Verarbeitungstechnologie kann DOE für verschiedene Laser oder unterschiedliche Ziellichtintensitäten / Phasenverteilungen angepasst werden. Gleichzeitig ist die optische Pfadstruktur der DOE-Anwendung sehr einfach. Im Gebrauch können verschiedene Linsen verwendet werden, um unterschiedliche geometrische Punktgrößen zu erzielen.
Als neuartiger Typ eines optischen Geräts ist es erforderlich, seine Eigenschaften bei der Auswahl / Verwendung diffraktiver optischer Elemente zu verstehen.
Je nach Verwendungszweck kann DOE im Allgemeinen in Strahlformung, Strahlteilung, strukturiertes Licht, Mehrfokus und andere spezielle Strahlerzeugung unterteilt werden. Jede Kategorie hat unterschiedliche Prinzipien, Design- und Anwendungseigenschaften. Im Allgemeinen sollten Sie vor der Verwendung von DOE-Komponenten die folgenden Grundsätze beachten:
1) Der vom diffraktiven optischen Element erzeugte Lichtstrahl kann das Ausbreitungsgesetz der Hintergrundbeleuchtung nicht verletzen; Die dadurch konstruierte spezifische Lichtintensitätsverteilung kann nur innerhalb einer bestimmten Schärfentiefe existieren. Daher sind im Gebrauch die erforderliche Punktform, Größe, Arbeitsabstand, Schärfentiefe usw. manchmal nicht beides, und es müssen Kompromisse eingegangen werden.
2) Das diffraktive optische Element wird normalerweise gemäß der Laserwellenlänge, der Strahlapertur, dem Strahlmodus (M2) und der Nahfeldintensitätsverteilung entworfen, daher sollten diese Parameter vor der Auswahl genauer gemessen werden. Eine Nichtübereinstimmung zwischen den Verwendungsparametern und den Entwurfsparametern führt zu schlechten Verwendungseffekten oder sogar zu einer Nichtverfügbarkeit.
3) Das diffraktive optische Element ist empfindlich gegenüber dem Winkel des einfallenden Lichts und erfordert eine bessere Genauigkeit und Stabilität der Einstellung des optischen Weges;
4) Die meisten diffraktiven optischen Elemente steuern präzise die Wellenfrontphase des einfallenden Lasers. Daher sollten andere Komponenten im Strahlengang wie reflektierende / durchlässige Linsen, Linsen usw. hochpräzise Geräte mit niedriger Wellenlänge verwenden, da dies sonst der Fall ist den endgültigen Effekt beeinflussen;
5) Wie herkömmliche optische Transmissionselemente können diffraktive optische Elemente gemäß unterschiedlichen Wellenlängen- und Laserintensitätsanforderungen aus Infrarotmaterialien wie Quarz, Glas, Edelsteinen, Kunststoffen und Harzen, ZnSe und Antireflexionsbeschichtungen hergestellt werden.