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Introduzione di elementi ottici diffrattivi emergenti


Diffractive Optical Element, DOE è un elemento ottico emergente in forte espansione negli ultimi anni. DOE di solito utilizza un processo di incisione micro-nano per formare un'unità di diffrazione distribuita bidimensionalmente. Ogni unità di diffrazione può avere una forma specifica, un indice di rifrazione, ecc., Per regolare con precisione la distribuzione di fase della parte anteriore dell'onda laser. Il laser si diffonde dopo aver attraversato ciascuna unità diffrattiva e interferisce a una certa distanza (di solito infinito o piano focale dell'obiettivo) per formare una distribuzione di intensità luminosa specifica.




Lente di messa a fuoco in silice fusa asferica


Dopo l'avvento di elementi ottici diffrattivi, ha mostrato un grande potenziale applicativo nei settori del laser ad alta potenza, elaborazione laser, cure mediche laser, micro imaging, lidar, illuminazione a luce strutturata, display laser, ecc. I suoi vantaggi risiedono principalmente in:

1) alta efficienza. Il design preciso della struttura dell'unità di diffrazione può garantire che quasi il 100% dell'energia laser sia proiettata sul modello richiesto e che l'efficienza sia molto più elevata della maschera e di altri mezzi;

2) Facile da usare. L'elemento ottico diffrattivo ha un volume e un peso molto piccoli e può essere utilizzato quando inserito nel percorso ottico; nella maggior parte dei casi, può essere utilizzato con obiettivi standard, obiettivi di campo, micro-obiettivi, ecc.

3) Flessibilità. Grazie al rapido sviluppo della tecnologia di elaborazione micro-nano, il DOE può essere personalizzato per diversi laser o diversa intensità di luce / distribuzione della fase target. Allo stesso tempo, la struttura del percorso ottico dell'applicazione DOE è molto semplice. In uso, è possibile utilizzare obiettivi diversi per ottenere dimensioni di spot geometriche diverse.

Come nuovo tipo di dispositivo ottico, è necessario comprenderne le caratteristiche quando si selezionano / utilizzano elementi ottici diffrattivi.




ottica per laser a fibra



In base a diversi usi, il DOE può generalmente essere suddiviso in forma del fascio, divisione del raggio, luce strutturata, multi-focus e altra generazione di raggi speciali; ogni categoria ha diversi principi, design e caratteristiche applicative. In generale, prima di scegliere di utilizzare i componenti DOE, è necessario prestare attenzione ai seguenti principi:

1) Il raggio di luce generato dall'elemento ottico diffrattivo non può violare la legge di propagazione della retroilluminazione; la distribuzione dell'intensità della luce specifica costruita da essa può esistere solo entro una certa profondità di campo. Pertanto, in uso, la forma del punto richiesta, le dimensioni, la distanza di lavoro, la profondità di campo, ecc. A volte non sono entrambe le cose e devono essere effettuati dei compromessi;

2) L'elemento ottico diffrattivo è solitamente progettato in base alla lunghezza d'onda del laser, all'apertura del fascio, alla modalità del fascio (M2) e alla distribuzione dell'intensità del campo vicino, quindi questi parametri devono essere misurati in modo più accurato prima della selezione. La mancata corrispondenza tra i parametri di utilizzo e i parametri di progettazione comporterà effetti di scarso utilizzo o addirittura indisponibilità;

3) L'elemento ottico diffrattivo è sensibile all'angolo della luce incidente e richiede una migliore precisione e stabilità nella regolazione del percorso ottico;

4) La maggior parte degli elementi ottici diffrattivi controlla con precisione la fase del fronte d'onda del laser incidente, quindi altri componenti nel percorso ottico come lenti riflettenti / trasmissive, lenti, ecc. Dovrebbero usare dispositivi ad alta precisione, a bassa lunghezza d'onda, altrimenti influenzare l'effetto finale;

5) Come gli elementi ottici di trasmissione convenzionali, in base alle diverse lunghezze d'onda e requisiti di intensità laser, gli elementi ottici diffrattivi possono essere realizzati con materiali a infrarossi come quarzo, vetro, pietre preziose, plastica e resine, ZnSe e rivestimenti antiriflesso.