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Introducción de elementos ópticos difractivos emergentes.

2020-07-03 18:16:53

Elemento óptico difractivo, DOE es un elemento óptico emergente que ha estado en auge en los últimos años. El DOE generalmente usa un proceso de grabado micro-nano para formar una unidad de difracción distribuida en dos dimensiones. Cada unidad de difracción puede tener una forma específica, índice de refracción, etc., para ajustar finamente la distribución de fase del frente de onda láser. El láser difracta después de pasar a través de cada unidad difractiva e interfiere a una cierta distancia (generalmente infinito o plano focal de la lente) para formar una distribución de intensidad de luz específica.




Lente de enfoque de sílice fundida asférica


Después del advenimiento de los elementos ópticos difractivos, ha demostrado un gran potencial de aplicación en los campos de láser de alta potencia, procesamiento láser, tratamiento médico con láser, microimagen, lidar, iluminación de luz estructurada, pantalla láser, etc. Sus ventajas residen principalmente en:

1) Alta eficiencia. El diseño preciso de la estructura de la unidad de difracción puede garantizar que casi el 100% de la energía del láser se proyecte en el patrón requerido, y la eficiencia es mucho mayor que la máscara y otros medios;

2) Fácil de usar. El elemento óptico difractivo tiene un volumen y un peso muy pequeños, y se puede usar cuando se inserta en el camino óptico; en la mayoría de los casos, se puede usar con lentes estándar, lentes de campo, micro objetivos, etc.

3) Flexibilidad. Gracias al rápido desarrollo de la tecnología de procesamiento de micro-nano, DOE puede personalizarse para diferentes láseres o diferentes distribuciones de intensidad / fase de luz objetivo. Al mismo tiempo, la estructura del camino óptico de la aplicación DOE es muy simple. En uso, se pueden usar diferentes lentes para lograr diferentes tamaños de puntos geométricos.

Como un nuevo tipo de dispositivo óptico, es necesario comprender sus características al seleccionar / usar elementos ópticos difractivos.




lente óptica para láser de fibra



De acuerdo con diferentes usos, el DOE generalmente se puede dividir en conformación de haz, división de haz, luz estructurada, enfoque múltiple y otra generación de haz especial; Cada categoría tiene diferentes principios, características de diseño y aplicación. En términos generales, antes de elegir usar componentes DOE, debe prestar atención a los siguientes principios:

1) El haz de luz generado por el elemento óptico difractivo no puede violar la ley de propagación de la luz de fondo; La distribución de intensidad de luz específica construida por ella solo puede existir dentro de una cierta profundidad de campo. Por lo tanto, en uso, la forma, el tamaño, la distancia de trabajo, la profundidad de campo, etc. del punto requeridos a veces no son ambos, y deben realizarse compensaciones;

2) El elemento óptico difractivo generalmente se diseña de acuerdo con la longitud de onda del láser, la apertura del haz, el modo del haz (M2) y la distribución de intensidad de campo cercano, por lo que estos parámetros deben medirse con mayor precisión antes de la selección. La falta de coincidencia entre los parámetros de uso y los parámetros de diseño dará como resultado efectos de uso deficientes o incluso indisponibilidad;

3) El elemento óptico difractivo es sensible al ángulo de la luz incidente y requiere una mayor precisión y estabilidad del ajuste del camino óptico;

4) La mayoría de los elementos ópticos difractivos controlan con precisión la fase del frente de onda del láser incidente, por lo que otros componentes en la ruta óptica, como lentes reflectantes / transmisivas, lentes, etc., deben usar dispositivos de alta precisión y baja longitud de onda, de lo contrario, lo harán afectar el efecto final;

5) Al igual que los elementos ópticos de transmisión convencionales, según las diferentes longitudes de onda y los requisitos de intensidad del láser, los elementos ópticos difractivos pueden estar hechos de materiales infrarrojos como cuarzo, vidrio, piedras preciosas, plásticos y resinas, ZnSe y recubrimientos antirreflectantes.