Конвертер коллимации и гомогенизации LBTEK – пример применения

1. Лазерная чистка

Механизм лазерной очистки в основном основан на том факте, что после того, как загрязняющие вещества на поверхности объекта поглощают лазерную энергию, они либо испаряются, улетучиваются, либо мгновенно расширяются под воздействием тепла, чтобы преодолеть силу адсорбции частиц на поверхности, заставляя их отрываться от поверхности объекта, тем самым достигая цели очистки. Например, в прецизионном машиностроении часто необходимо удалять сложные эфиры и минеральные масла, используемые для смазки и защиты от коррозии деталей.Традиционная лазерная очистка использует гауссов лазер.Из-за высокой центральной энергии и слабой энергии краев это приводит к неполной очистке кромок. или повреждение центра.На поверхности детали использование коллимированного гомогенизирующего преобразователя может обеспечить точечную гомогенизацию большой площади, тем самым очищая загрязнения, не повреждая поверхность детали, а также повышая эффективность очистки.

Коллимирующие и гомогенизирующие преобразователи LBTEK – Техническое описание

I. Обзор

Коллимирующий и гомогенизирующий преобразователь LBTEK осуществляет гомогенизацию и формирование луча на основе принципа пространственного локального ослабления света.Он состоит из структурированной волновой пластины и двух параллельных пластин с линейной поляризацией спереди и сзади под определенным углом.Линейно поляризованный свет проходит через структурированную волновую пластину для генерации векторно-поляризованного света, а затем ослабить часть интенсивности света гауссова света через последующую поляризационную пластину, тем самым достигая коллимации и гомогенизации луча.

Поскольку распределение фазы структурированной волновой пластинки спроектировано на основе идеального гауссова света, требования к качеству падающего света относительно высоки. Как правило, он должен быть одномодовым и M2<1,3.

По сравнению с гомогенизатором LBTEK DOE, коллимирующий преобразователь-гомогенизатор может достигать эффекта формирования света с плоской вершиной при распространении на большие расстояния и может применяться для визуализации, освещения, лазерной обработки на большие расстояния и в других областях.

2. Структура продукта

Коллимирующий и гомогенизирующий преобразователь LBTEK состоит из 1 структурированной волновой пластины и 2 линейных поляризационных пластин, представляющих собой трехчастную плоскую пластинчатую структуру: «верхняя и нижняя поляризационные пленки + средний слой функциональной пленки LCP».

Рисунок 1. Структурная схема конвертера коллимации и гомогенизации LBTEK.

①Изделие установлено в стандартной тубусе линзы SM1.Модель изделия и название выгравированы на боковой стороне тубуса.Выгравированная линия вверху представляет направление оси передачи поляризатора;

②Изделие оснащено двумя параллельными передним и задним поляризаторами и может использоваться с обеих сторон. Нет требований к состоянию поляризации падающего света. Однако для достижения максимального коэффициента пропускания рекомендуется, чтобы падающий свет Свет должен быть линейно поляризован, а направление поляризации параллельно оси пропускания поляризатора.

3. Производительность продукта

В коллимирующем и гомогенизирующем преобразователе структурированная волновая пластина реализует различное распределение молекул жидкого кристалла по быстрой оси в радиальном направлении посредством управляемой светом ориентации, тем самым преобразуя падающий поляризованный свет в векторно-поляризованный свет, а затем проходит через поляризационную пластину с одинаковое направление передачи.Поляризованный свет в разных областях ослабляется в разной степени, за счет чего достигается коллимация и гомогенизация луча.

Коллимирующий и гомогенизирующий преобразователь может обеспечить гомогенизированную передачу светового пятна на большие расстояния.На следующем рисунке показано измеренное распределение энергии и энергетическая кривая падающего и выходящего светового пятна на расстоянии 1 м (модель тестового продукта CHC25-532-6- ФТК6):

Рисунок 2. Измеренное распределение энергии падающего и выходного светового пятна и энергетическая кривая.

4. Описание параметров

1. Определение параметра

Поскольку на краю гауссова пятна имеется медленно меняющаяся область, расчетный диапазон различен, и полученные данные о размере пятна также сильно различаются. Поэтому диапазон расчета соответствующих параметров этого продукта определяется следующим образом:

Рисунок 3. Схематическое изображение размера пятна.

①Размер падающего пятна (1/e ² , 13,5 %): определяется как размер (a) падающего гауссова пятна 1/e ^{2 ;}

②Размер выходного пятна (1/e ² , 13,5%): определяется как размер (b) выходного гомогенизированного плоского пятна 1/e ^{2 ;}

③c размер области (FWHM, 50%): размер половины ширины выходящего гомогенизированного светового пятна (c) ;

④Ширина зоны передачи (13,5%-90%): определите диапазон расчета как ширину (d), соответствующую медленно меняющейся зоне 13,5%-90%;

⑤ Соответствующее соотношение между размерами пятен в трех областях a, b и c: a≈b, c=0,8×a;

⑥Однородность выходного пятна (>90%, RMS): определяется как среднеквадратическая ошибка энергии (RMS) области, где выходная гомогенизированная энергия пятна с плоской вершиной составляет>90%.

2. Выравнивание по центру

Поскольку продукт перехватывает и ослабляет гауссово распределение энергии пятна для достижения гомогенизации, падающий свет и структурный центр структурированной волновой пластины должны быть максимально выровнены для достижения лучшего эффекта гомогенизации. контролируется в пределах инцидента В пределах ±5% от размера пятна.

3. Порог повреждения

Из-за ограниченного порога повреждения поляризационной пленки преобразователь коллимации и гомогенизации LBTEK подходит только для гомогенизации лазерного луча средней и малой мощности и не подходит для гомогенизации и формования мощным лазером.

Эталонное значение порога повреждения поляризационной пленки:

• Поляризационная пленка 400-700 нм: 0,466 Дж/см ² при 515 нм, 290 фс, 100 кГц, Ø10,72 мкм (одиночный импульс);
• Поляризационная пленка 700-1700 нм: 0,5 Дж/см ² при 1064 нм, 5 нс, 10 Гц, 0,45 мкм (одиночный импульс).

Преобразователи коллимации и гомогенизации LBTEK – возможности индивидуальной настройки

В дополнение к существующим стандартным продуктам, коллимационные и гомогенизационные преобразователи LBTEK также обеспечивают гибкую настройку различных характеристик параметров:

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