衍射扩散器和光束整形器生成均匀形状激光束的方法Holoor

平滑形状的激光束的特点是光束轮廓或聚焦激光光斑的照明强度均匀。这种光束的均匀性变化不大，通常具有平顶状的强度包络。大多数激光源没有平滑形状的激光束轮廓，而是高斯轮廓（用于单模激光器）或复杂的质心轮廓（用于多模激光器）。

光滑形状的激光光斑在激光加工中的优势

大多数激光应用，如激光烧蚀、激光划槽、激光焊接以及激光美容治疗，都需要对加工或处理区域进行均匀照明。通常情况下，目标区域需要经过多次激光照射，每次曝光处理目标上的独立区域。未经调整的激光斑点往往具有中心强度较高的质心分布特性，即斑点中间的照明强度相较于边缘更高。此类轮廓在拼接多个子区域时往往效率低下且产生非均匀结果，因为这些区域经常发生重叠。采用平滑形状的激光光斑，可以实现对处理区域的完全覆盖，无需重叠。此外，采用烧蚀或开槽侧壁时，其形状往往呈现直线而非斜面，且在使用平滑形状激光斑点时，烧蚀区域宽度并不受激光脉冲能量的显著影响。因此，如果您有应用需求涉及平滑形状激光束，请随时联系我们，Holoor将很乐意凭借我们在激光整形领域的专业知识为您提供支持。

什么是光滑形状的激光束？

光滑形状激光束是指在工艺相关长度范围内强度均匀、无明显调制的激光束或光斑。

为什么要需要使用平滑的多模激光束？

与同等的单模激光器相比，多模激光器通常以更低的成本提供高功率。

如何从多模输入获得平滑形状的激光束？

一种方法是使用光束整形扩散器，尤其是衍射扩散器和宽带扩散器。

光束整形扩散器如何产生平滑形状的激光束？

光束整形散射片将输入光束的副本精确地叠加在给定的角度形状内，从而形成平滑的形状。

如何从单模输入获得平滑形状的激光束？

解析型光束整形器（如平顶光束整形器）可以将高斯输入光束整形为平滑的平顶强度分布。

使用光滑形状激光光斑的工艺优势是什么？

光滑的整形激光光斑可以均匀地处理目标，在烧蚀中具有良好的侧壁，对激光波动的敏感性较低，处理区域的重叠效果更好。

从多模激光器获得平滑形状的激光束

与单模激光器相比，使用多模激光器可以更轻松、更经济地实现高激光功率。这使得多模激光器成为开发高功率激光束机的集成商的有吸引力的来源。然而，由于其多模性质，这种激光器的光束轮廓不均匀，通常也不稳定，并且会随着激光功率水平和温度而变化。这种不均匀的光束形状通常具有低频非均匀性，即强度上的大幅度渐变，无法通过去热扩散和消散斑来消除。 为了从这种激光束中产生光滑的光束轮廓，通常采用光束整形扩散器。

用于多模光束平滑的光束整形扩散器

光束整形扩散器是一种光学元件，能够从任何输入产生均匀化、预先设计的强度分布。这通常通过以受控方式复制并叠加输入光束自身来实现，从而生成具有所需强度分布的平滑形态激光束。通常，光束整形扩散器被置于光路中，在远场或系统焦点处生成平滑形态的激光束。简单光滑形状的激光束，带有高斯包络，可以通过低质量的激光匀化器（如磨砂玻璃扩散器）实现。但由于这类扩散器不具备任何整形功能，所得到的形状并非真正意义上的平顶平滑轮廓。要实现平顶光滑的激光斑点，通常最好选择Holoor衍射扩散器或其他类型的光束整形扩散片。

使用单模激光器实现平滑形状的激光束

单模激光具有良好的高斯强度分布，但由于其高斯轮廓特性，光束中心与边缘的强度非常不均匀。要实现平顶分布，需要使用激光束整形器。这类解析式光束整形器的工作原理与散射型光束整形器不同，它们以连续方式改变入射激光束的相位，从而在远场（或聚焦平面）产生平滑的平顶分布。因此，它们必须具有明确界定的入射光束尺寸和光束剖面，但同时能够实现无可匹敌的均匀性和边缘锐度的平滑形状激光光斑。