率分束器-選型事項

時間：2020-01-10作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：253

率分束器是一種特殊的基于多臺階的衍射光學(xué)元件（DOE），能夠以97％的效率將光束分成Double Spot 1×2或Quattro Spot 2×2點，并且?guī)缀鯖]有多余的殘余能量。

2019年，以色列Holoor公司正式推出了一系列率激光分束器（high efficiency beam splitter）：兩光束分束器（HEDS 1×2）和2×2光束分束器（Quattro Spot，HEQS 2×2）。率激光分束器的衍射效率高達97%，幾乎沒有**次的衍射光，具有非常**的光斑分布。大多數(shù)普通的激光分束器使用普通的兩臺階設(shè)計，效率僅有80％到85％，同時有嚴重的高階衍射問題。它在某個不需要的**次衍射光束中可能具有3％到5％的能量， 在某些應(yīng)用中，這些多余的能量會產(chǎn)生不必要的激光加工點，這對許多客戶來說都是頭痛的問題。


兩光束分束器（1×2）和2×2四光束分束器（Quattro Spot）在許多領(lǐng)域中都是具有非常大的用處，包括光刻，穿孔，切割和其他材料的處理應(yīng)用。標準兩光束分束器和2×2四光束分束器具有高損傷閾值，分別提供81％和64％的效率。對于對激光能量敏感的應(yīng)用以及對效率有高要求的客戶，Holo/Or開發(fā)了上面兩款新型衍射分束器。

 

率分束器的特點：

-效率高（?97％）

-可調(diào)分光比

-高激光損傷閾值

-提供193nm-10600nm波長。

 

以色列Holo / Or掃描式率分束器的應(yīng)用領(lǐng)域：

-光刻/薄膜激光加工

-平板結(jié)構(gòu)

-精細切割/打標、穿孔。

上圖：率兩光束分束器HEDS與標準分束器能量分布的比較

率分束器使用多臺階（sub-aperture approach）方法進行設(shè)計的，因此它對中心對準敏感，并且對輸出的光斑形狀有影響。從上圖工作面能量分布剖面可以看出，率激光分束器參數(shù)的光斑尺寸增大，光斑形狀變得略微橢圓。這種效應(yīng)僅對于單模激光器（低M2）才會出現(xiàn)。 光點尺寸由以下公式定義：




兩光束分束器簡稱HEDS，對于較低的M2（<?4），由于公式中加了0.75這個固定系數(shù)，所以聚焦光束將具有一定的橢圓度。對于較高的M2值，0.75的系數(shù)影響很小，因此斑點將變得對稱。

2×2四光束分束器HEQS 2×2對稱地增加M2，因此不會出現(xiàn)橢圓度，但是對于低M2的單模激光，光斑尺寸會增加




 

表1：標準分束器與HEDS/HEQS的比較

	Standard DS/2x2	HEDS/HEQS
效率	81%, 64%	~97%
對準靈敏度	否	是
角度精度	**	**
均勻度	**	對齊方式
是否有殘余能量	是	非常底
光束尺寸靈敏度	否	否

 

掃描式率激光分束器（Scanning HEDS）

在2019年底，針對越來越多的激光掃描加工應(yīng)用，Holoor又推出了升級版的掃描式率激光分束器（Scanning HEDS）。掃描式HEDS可以將正負二階衍射的能量降低到<0.2％，不到普通分束器的十分之一。 根據(jù)客戶的反饋，我們設(shè)計了HEDS的改進版本，這個版本針對雙線掃描進行了優(yōu)化。即便是對于單模激光器，這些衍射能量也不會對掃描線的線寬產(chǎn)生影響。當(dāng)用于掃描應(yīng)用時，它們還可以保持衍射極限線寬，同時保持不**95%的率。

 




掃描效果對比：掃描式HEDS（左）與普通HEDS（右）

 

掃描式率分束器的型號規(guī)格

——	DS-291-J-YA	DS-292-J-YA
類型掃描	HEDS
波長	1030 nm
材料	熔融石英
元件尺寸	50.8mm
通光孔徑	45mm
厚度	2.29mm
光學(xué)功能	點間距2.67 mRad（0.8毫米@ EFL 300mm）	5.67 mRad（1.7毫米@ EFL 300mm）

 


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