Схема применения многофокусной сборки DOE LBTEK	① Крепление для регулировки смещения XY коаксиальной системы диаметром 30 мм  TXY1 ×1	② Многофокусный DOE LCMF25-1064-F5-3-15 ×1
	③ Стопорное кольцо SM1  SMIR ×1	④ Ключ для стопорных колец SM1  OWR-1A ×1

Техническое описание

I. Обзор

Многофокусный ДОЭ LBTEK - это дифракционный оптический элемент, используемый для формирования фокуса. Он может фокусировать падающий свет в фиксированное количество фокусных точек с одинаковым расстоянием и равномерной энергией в осевом направлении. Он использует принцип дифракции света для создания фазы , а благодаря фотоконтролируемой ориентации пленка жидкокристаллического полимера образует заданную фазовую структуру, тем самым достигая фазовой модуляции падающего света и рассеивая свет в различных порядках дифракции. Наконец, для фокусировки каждого порядка для формирования используется фокусирующая линза. несколько точек фокусировки. Поскольку многофокусный ДОЭ обладает характеристиками высокой дифракционной эффективности, высокой однородности и равного расстояния между фокусами, он в основном используется при лазерной резке по глубине, например, при резке прозрачного стекла, сапфира и т. д. По сравнению с традиционной лазерной резкой он может используйте несколько осей. Равномерно расположенный фокус глубоко режет материал, обеспечивая тем самым идеальную плоскую поверхность реза.

Многофокусный ДОЭ обычно используется вместе с объективом для удовлетворения требований использования в различных сценариях применения.Типичный оптический путь применения многофокусного ДОЭ выглядит следующим образом:

Рисунок 1. Схема оптического пути многофокусной конструкции DOE LBTEK.

Параметры, необходимые для многофокусного этапа проектирования DOE, следующие:

• Рабочая длина волны
• Введите размер балкиД
• Объектив (фокусное расстояниеж , числовая апертураНА ,Увеличение)
• Выходной фокусный номерН и расстояние между точками

2. Структура продукта

Многофокусный DOE LBTEK основан на стеклянной подложке N-BK7 и жидкокристаллическом полимерном двулучепреломляющем материале и изготавливается с помощью процесса светоконтролируемой ориентации. Он представляет собой сэндвич-структуру «передняя и задняя стеклянная подложка + средний слой функциональной пленки LCP». . Ориентация быстрой оси молекул жидких кристаллов демонстрирует различные периодические изменения по радиусу разной конструкции с задержкой λ/2.

• Стандартные продукты LBTEK multi-focus DOE представляют собой голые чипы, двухслойные подложки и не имеют установленного механического корпуса;
• Общий размер компонента стандартного многофокусного продукта DOE LBTEK составляет Ø25,4×3,2 мм с различными прозрачными апертурами.

3. Производительность продукта

1. Характеристики, связанные с поляризацией

• Жидкокристаллические устройства имеют разные фазовые и поляризационные реакции на разные поляризации света, а случайная поляризация приведет к неконтролируемой фазовой модуляции. В тех же условиях распределение интенсивности аксиально-сфокусированного светового поля, полученное падающим левополяризованным светом с левой и правой круговой поляризацией, симметрично относительно начала координат; распределение аксиально-сфокусированного светового поля, полученное с помощью падающего света с линейной поляризацией, можно разложить на левополяризованный свет и правоциркулярно поляризованный свет, падающие соответственно.Распределение интенсивности результирующего аксиально сфокусированного светового поля представляет собой суперпозицию половины интенсивности аксиально сфокусированного светового поля, полученного соответственно падающим левополяризованным светом и правосторонним светом. -ручной свет с круговой поляризацией.

Рисунок 2. Распределение аксиально-сфокусированного светового поля , полученное падающим светом с круговой поляризацией и линейно поляризованным светом соответственно.

Рисунок 3. Распределение интенсивности светового поля с аксиальной фокусировкой , полученное для падающего света с круговой и линейной поляризацией соответственно.

• Для многофокусных стандартных продуктов Министерства энергетики, поскольку проектный фокус симметричен в зависимости от источника, а дизайн основан на круговой поляризации, можно получить несколько точек фокусировки в одном и том же положении и с одинаковой интенсивностью, независимо от того, является ли это светом с линейной или циркулярной поляризацией. Однако обычно рекомендуется использовать свет с круговой поляризацией.
• Для специально разработанных и настроенных многофокусных ДОЭ обычно используется свет с круговой поляризацией, и направление вращения света с круговой поляризацией должно быть таким же, как и в конструкции, для достижения желаемого эффекта.

2. Граница вычислительной мощности

• Возможности многофокусного ДОЭ в основном зависят от параметров согласования объектива (фокусного расстояния f и числовой апертуры NA, которые необходимо определить при проектировании) и размера собственных пикселей обработки;
• Минимальное фокусное расстояние мян Зависит от глубины фокуса, обычно это длина Рэлея.Дл судить, то есть мян>2Дл , формула расчета длины Рэлея:

• Максимальное фокусное расстояние маИкс В зависимости от размера обрабатываемых пикселей приблизительная формула оценки выглядит следующим образом :

3. Факторы, влияющие на производительность

• Размер падающего пятна: по сравнению с расчетным размером падающего пятна размер падающего пятна меньше, что приведет к увеличению глубины фокуса и дифракционного предела, влияя на однородность каждого фокуса; размер падающего пятна больше, что будет иметь меньшую воздействие на точку фокусировки.

Рисунок 4. Влияние размера падающего пятна на распределение осевого фокуса.

• Отклонение пятна падения: положение пятна падения отклоняется от центра, что приведет к значительному изменению энергии фокуса с одной стороны и повлияет на общую однородность.

Рисунок 5. Влияние смещения падающего светового пятна на распределение осевого фокуса.

• Изменение фокусного расстояния (или ЧА) объектива: при уменьшении фокусного расстояния ЧА увеличивается, фокусное расстояние увеличивается, а энергия фокуса сильно меняется; при увеличении фокусного расстояния уменьшение ЧА оказывает меньшее влияние.

Рисунок 6. Влияние изменений фокусного расстояния объектива (или NA) на осевое распределение фокуса.

4. Описание параметров

1. Смещение центра

Для идеального многофокусного ДОЭ центр изменения ориентации быстрой оси молекул жидкого кристалла должен располагаться в центре подложки. Чрезмерное смещение центра будет вредным для выравнивания центра падающего света, особенно при использовании в коаксиальной системе Однородность фокусной энергии. Наша точность обработки может гарантировать, что смещение центра находится в пределах 100 мкм, а более точная регулировка выравнивания центра может быть достигнута с помощью нашего крепления для регулировки смещения xy TXY1 .

2. Равномерность энергии фокуса

Для многофокусного DOE однородность энергии фокуса означает однородность распределения энергии нескольких генерируемых точек фокуса, которая определяется как:

в,ямаИкс Относится к пиковой энергии в положении фокуса с наибольшей интенсивностью.ямян Относится к пиковой энергии в положении фокуса с наименьшей интенсивностью.

3.Параметры объектива

Многофокусный ДОЭ обычно используется в непосредственной близости от фиксированного объектива (если между ними существует расстояние, его необходимо скорректировать перед проектированием).Конкретные параметры объектива зависят от сценария использования клиента.Параметры объектива необходимо определить до разработки этапа DOE.

4. Порог повреждения

Учитывая сильные характеристики поглощения коротких волн материалов LCP, чем больше рабочая длина волны многофокусного ДОЭ, тем выше будет его порог повреждения. Эталонное значение порога повреждения многофокусного DOE LBTEK составляет:

• 2 Дж/см^2 при 532 нм, 10 нс, 10 Гц;
• 10 Дж/см^2 при 1064 нм, 10 нс, 10 Гц.

 

 

Возможности индивидуальной настройки

 

Таблица параметров возможностей многофокусной настройки DOE
проект		объем
Появление	Механический корпус	да нет Тубус объектива SM05/SM1/SM2/другие корпуса по индивидуальному заказу
	Материал стеклянной подложки	Н-БК7/УВФС/другие материалы
Размеры	Геометрия подложки	Поддерживает различные виды резки специальной формы (D-образную, круглую, многоугольную).
	Размер подложки	5~50,8 мм (длина или диаметр стороны)
	прозрачная апертура	≤90%×диаметр вписанной окружности подложки
Оптические параметры	расчетная длина волны	400-1700 нм
	Сумма задержки	λ/2
	Количество фокусов	Зависит от конкретных потребностей в настройке
	фокусное расстояние	Зависит от конкретных потребностей в настройке
	Параметры объектива	Зависит от конкретных потребностей в настройке
	Тип МО	Мультифокус/глубина телеобъектива
	AR-покрытие	Ravg<0,5% при 400–700 нм; Ravg<0,5% при 700–1100 нм; Ravg<0,5% при 1100–1700 нм; Пользовательское антиотражающее покрытие

Если нужные вам параметры не включены в приведенную выше таблицу, обратитесь за подробностями в техническую поддержку LBTEK!

 

 

пример применения

1. Огранка сапфира

Поскольку сапфир обладает такими преимуществами, как износостойкость, устойчивость к царапинам, хорошая светопроницаемость и высокая твердость, он широко используется в авиации, медицине, светодиодах, бытовой электронике и др. Среди них основными рынками применения являются светодиодные подложки и бытовая электроника. . Поскольку сапфир сам по себе является твердым и хрупким материалом с хорошей химической стабильностью, традиционные методы механической и химической обработки не могут придать ему необходимую форму. До появления лазерной резки обработка сапфира могла выполняться с более высокой скоростью и более высоким качеством. Традиционная лазерная резка заключается в фокусировке лазера, а затем разрезании поверхности материала, снятии материала слой за слоем для достижения резки. Хотя этот метод намного лучше, чем механическая обработка, все же остаются определенные области термического воздействия и сколы кромок. области. Лазерная резка с использованием многофокусного DOE может использовать несколько равномерно расположенных точек фокусировки в осевом направлении для глубокого разреза материала и достижения более идеального плоского сечения.

Рисунок 1. Сравнение методов огранки сапфира.