光束整形器被重點(diǎn)用于平**光束整形用于激光材料加工

時(shí)間：2023-10-27作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：420

平**光是一種激光束，其強(qiáng)度分布平坦且均勻，具有鋒利的邊緣，能量*降至零。這種能量分布稱為平平**式能量分布，對(duì)許多工業(yè)激光應(yīng)用中非常有用。

平**能量分布可以是正方形、矩形、直線、圓形或任何其他形狀。平**光束整形器是一種衍射光學(xué)元件，旨在將高斯單模激光束塑造成平**激光束輪廓，我們可以使用平**光束整形器將非平**激光束轉(zhuǎn)換為平**光能量分布。下文將解釋光束整形器的工作原理，并討論材料加工中平**應(yīng)用的兩個(gè)常見示例。




平**光束整形器如何工作？

平**光束整形器的工作原理是使用具有精確定義表面的透明窗口來調(diào)制入射激光束的相位。衍射元件由具有不同高度的表面浮雕結(jié)構(gòu)的透明窗口組成。當(dāng)激光束通過DOE時(shí)，激光在通過較高高度的區(qū)域時(shí)會(huì)延遲，從而導(dǎo)致相位的局部調(diào)制。這會(huì)將光束塑造成遠(yuǎn)場(chǎng)的平**輪廓，通常是工業(yè)激光系統(tǒng)中透鏡的工作平面。




材料加工平**應(yīng)用示例：激光剝離

在許多平板工藝中，例如OLED生產(chǎn)，薄的柔性層必須經(jīng)過光刻，蝕刻和切割等加工步驟。這種工藝需要?jiǎng)傂曰?，因此柔性材料通常粘合到剛性、厚載體晶圓上。加工完成后，激光用于在稱為激光剝離的過程中脫粘柔性層，通常使用高功率紫外激光來削弱粘合劑。

在這樣的過程中，激光的均勻性至關(guān)重要-不均勻的照明將導(dǎo)致不均勻的結(jié)合，這可能會(huì)留下污染，并有損壞活性層的風(fēng)險(xiǎn)。因此，光束整形會(huì)提升激光剝離，通常會(huì)整形為細(xì)線，平**激光束具有鋒利的邊緣，即在表面上以條狀掃描。這樣可以實(shí)現(xiàn)均勻和高通量的脫膠。




另一個(gè)平**應(yīng)用示例：太陽(yáng)能電池板中氧化物的激光燒蝕

一些**的高效太陽(yáng)能電池板類型，如PERC太陽(yáng)能電池，具有氧化物或氮化物覆蓋的背面。為了通過接觸電極實(shí)現(xiàn)電荷提取，必須選擇性地去除氧化物/氮化物層，通常是通過激光燒蝕孔陣列。這些孔在尺寸和間距上都必須精確，以提供一致的太陽(yáng)能電池板性能和質(zhì)量。

此應(yīng)用中，常使用平**光束整形器來塑造具有鋒利邊緣和明確邊角的正方形或矩形的照明輪廓。即使激光不是完全穩(wěn)定的，這種平**能量分布也能實(shí)現(xiàn)精確的燒蝕，因?yàn)槠?*光斑的大小是穩(wěn)定的并且與激光脈沖的能量無關(guān)，這與高斯光不同。




宏觀加工平**應(yīng)用示例：激光沖擊強(qiáng)化

激光沖擊強(qiáng)化是通過將金屬暴露于激光脈沖產(chǎn)生的高強(qiáng)度機(jī)械沖擊來硬化金屬的過程。隨著增材制造的出現(xiàn)，這一過程變得越來越重要，因?yàn)?span>3D打印的金屬部件通常具有內(nèi)部不一致和應(yīng)力，會(huì)降低耐用性。提高此類零件質(zhì)量的方法之一是在生產(chǎn)后進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化。

平**光束整形器用于在要通過減震強(qiáng)化硬化的區(qū)域上產(chǎn)生均勻的強(qiáng)度，確保有效的區(qū)域覆蓋和表面的均勻硬化。




問答

1. 什么是平**光束輪廓？

平**光束輪廓是一種能量輪廓，其內(nèi)部具有均勻的強(qiáng)度，具有鋒利的邊緣，使光斑成為明確定義的照明區(qū)域。

2. 如何獲得平**光能量分布？

實(shí)現(xiàn)平**光能量分布的常用方法之一是使用衍射光束整形器。衍射平**光透鏡是一種衍射光學(xué)元件，它可以添加到光路里，并將工作平面上的光斑整形成所需形狀(常見的有正方形、矩形、圓形或直線)的平**能量分布。

3. 您能舉一些平**光在激光材料加工中應(yīng)用的典型例子嗎？

平**光束整形器的一些典型應(yīng)用包括太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)和平板生產(chǎn)，在太陽(yáng)能電池板中，平**光束整形器用于背面氧化層的燒蝕，從而實(shí)現(xiàn)精確接觸。在平板生產(chǎn)中，衍射平**光透鏡用于實(shí)現(xiàn)均勻高效的激光提升。最后，在激光沖擊強(qiáng)化中，通常使用平**光束整形器來確保零件的淬火均勻，并有效地覆蓋工件區(qū)域而不會(huì)有太多重疊。


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