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详细信息
规格参数
技术数据
- 紫外熔融石英材质，表面浮雕微结构
- 可实现一维或二维、奇数或偶数的均匀分束
- 高分束均匀性、高分离角精度、高损伤阈值
- 工作波长：355 nm&343 nm
- 支持参数规格的灵活定制
崇帆科技高功率分束DOE是一种基于紫外熔融石英材质制成的衍射光学元件，通过对相应衍射级次的能量进行分配来实现预期分束效果。根据预期的分束模式、分束光斑间隔或光束分离角度等需求，基于衍射光学原理设计得到其相位，最后利用表面浮雕工艺引入设计相位结构从而实现预期的光束分束。基于高功率分束DOE的高分束均匀性、高分离角精度等优点，其可用于并行激光加工、光传感探测、光医疗美容、显微探测等众多应用方向中。相较于液晶聚合物，紫外熔融石英具有紫外低吸收的特性，更易兼容紫外波段下的应用场景。崇帆科技提供工作波长为355 nm、343 nm的高功率分束DOE标品，多种分束模式可选。除标准产品外，崇帆科技还支持参数规格的灵活定制，具体定制需求，请联系崇帆科技技术支持。
高功率分束DOE，355 nm，一维分束
- 工作波长：355 nm
- 分束模式：1×2、1×3、1×4、1×5
- 紫外熔融石英材质
崇帆科技高功率分束DOE基于紫外熔融石英材质，通过表面浮雕工艺制成，可实现1×2、1×3、1×4、1×5的一维光束分束效果。高功率分束DOE通光孔径15×15 mm，安装于配套1英寸机械外壳中，外壳表面刻有产品型号，如无特殊说明，刻字面一般为建议的光束入射面，方便客户安装调试使用。
高功率分束DOE，355 nm，二维分束
- 工作波长：355 nm
- 分束模式：5×5
- 紫外熔融石英材质
崇帆科技 高功率分束DOE基于紫外熔融石英材质，通过表面浮雕工艺制成，可实现5×5的二维光束分束效果。高功率分束DOE通光孔径15×15 mm，安装于配套1英寸机械外壳中，外壳表面刻有产品型号，如无特殊说明，刻字面一般为建议的光束入射面，方便客户安装调试使用。
高功率分束DOE，343nm，一维分束
- 工作波长：343 nm
- 分束模式：1×2、1×3、1×6、1×20
- 紫外熔融石英材质
崇帆科技 高功率分束DOE基于紫外熔融石英材质，通过表面浮雕工艺制成，可实现1×2、1×3、1×6、1×20的一维光束分束效果。其中，1×2、1×3、1×6 分束模式的产品通光孔径为 15×15 mm，1×20 分束模式的产品通光孔径为 17.5×17.5 mm。产品安装于配套1英寸机械外壳中，外壳表面刻有产品型号，如无特殊说明，刻字面一般为建议的光束入射面，方便客户安装调试使用。
崇帆科技高功率分束DOE——技术说明
一、概述
崇帆科技高功率分束DOE是一种基于紫外熔融石英材质制成的衍射光学元件，通过对相应衍射级次的能量进行分配来实现预期分束效果。根据预期的分束模式、分束光斑间隔或光束分离角度等需求，基于衍射光学原理设计得到其相位，最后利用表面浮雕工艺引入设计相位结构从而实现预期的光束分束。基于高功率分束DOE高分束均匀性、高分离角精度等优点，其可用于并行激光加工、光传感探测、光医疗美容等众多应用方向中。相较于液晶聚合物，紫外熔融石英具有紫外低吸收的特性，更易兼容紫外波段下的应用场景。
对于奇数分束，0级光束作为其中1束分束光输出，分离角定义为0级衍射光束与1级衍射光束的夹角；而对于偶数分束，0级光束不参与最终输出，其能量分布接近0，分离角定义为±1级衍射光束的夹角。
图1 奇数/偶数分束的分离角示意
二、产品结构
崇帆科技高功率分束DOE是基于紫外熔融石英材质通过表面浮雕工艺制成，可实现入射光斑一维或二维分束效果。大部分标准高功率分束DOE元件尺寸16×16 mm，通光孔径15×15 mm；DOE25Q-343-BS1X20-DEG00005型号高功率分束DOE元件尺寸及通光孔径为17.5×17.5 mm。所有标准品均安装于外径Ø25.4 mm机械外壳中，适配标准1英寸光学元件安装座。产品机械外壳表面刻有LOGO及相应产品型号，如无特殊说明刻字面一般为建议的光束入射面，便于客户在调试过程中区分使用。
图2 高功率分束DOE产品结构示意图
三、产品性能
1. 最大分离角
崇帆科技高功率分束DOE的最大分离角是由于制作工艺极限所致的元件性能极限之一。最大分离角由最大衍射角决定，而衍射角与分束DOE的周期性相位排布相关，其满足光栅衍射公式：
其中m为衍射级次，λ为工作波长，p为单个周期大小，θ为m级次光束的衍射角（m级次衍射光束与光轴之间的夹角）。若需定制较大分离角的分束DOE，可提前与LBTEK 技术支持沟通制作工艺是否满足。
2. 工作距离
对于高功率分束DOE标品，准直光入射后，会以预期的分离角度分束出射。当传输距离较近时，由于入射光束的尺寸限制，分束光束会彼此叠加，无法清楚区分各分束光斑；当传输到一定距离后，分束光束才会彼此分离。因此，其工作距离主要与入射光束尺寸及分离角度有关。
如果分束DOE之后不加透镜，则其光路如下图(a)所示，其工作距离处的光斑间隔D、工作距离L及分离角θ满足如下关系：
图3 直接分束以及配合透镜在焦面成像示意图
若想实现特定距离处的聚焦型光斑分束，可在设计时搭配相应工作距离的聚焦透镜，如上图中(b)所示，工作距离处的光斑间隔D、透镜焦距F及分离角θ满足如下关系：
工作距离处的聚焦光斑大小接近衍射极限尺寸DL：
需要注意，如果需要配合振镜/场镜或是其他透镜进行使用，则振镜/场镜等元件出光口不能对分束光斑造成截取，否则会对分束光均匀性造成较大影响。
图4 光路中光学元件对分束光斑无截取/有截取的仿真示例图
3. 对入射光斑能量分布的影响
一般而言，入射至分束DOE的光束需要为准直光束。分束DOE只对能量进行分束，而不对光斑的能量分布等性质产生影响。
四、参数说明
1. 分离角
对于分束DOE，分离角指一维方向上相邻两分束光束的夹角，具体定义见图1。其精度与分束数量及分束角度有关，分束数量越多、分束角度越大，则误差越大。
2. 衍射效率
分束DOE的衍射效率定义为分束光斑的强度总和与出射光总强度的比值：
3. 分束均匀性
分束DOE的分束均匀性uni定义为：
其中，Imax为各分束光斑中的最大光强，Imin为各分束光斑中的最小光强。
4. 最小入射光斑直径
最小入射光斑尺寸与分束DOE的设计参数有关，一般要求最小入射光斑尺寸为DOE单周期尺寸的3倍。依据光栅衍射公式，由工作波长与分离角决定。
此外，最大入射光斑尺寸受限于通光孔径，入射光斑尺寸建议小于通光孔径的90%。
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