基于非球面鏡的激光光束整形器原理及選型

光束勻化鏡a|TopShape 探索TopShape，一種創(chuàng)新的光束整形器，可以輕松地將準直的高斯光束轉變?yōu)闇手钡腡op-Hat光束。這種激光設備以其非常緊湊的設計和無與倫比的光學性能（均勻性>90％）而令人信服。a|TopShape的光譜范圍大，可接受不同的輸入光束直徑，并能產(chǎn)生至少300毫米的穩(wěn)定光束輪廓。

現(xiàn)在還可提供a|TopShape長距離（LD）型，工作距離可達1.5米。
a|TopShape現(xiàn)在也有長距離版本。由于有效工作距離會隨著光束尺寸的減小而減小，因此a|TopShape LD特別適用于需要較小光束直徑的應用。如果較低的光束輪廓均勻性足以滿足應用要求，新的光束整形器甚至可以實現(xiàn)更長的工作距離。
 
a|TopShape的規(guī)格參數(shù)
(1)無與倫比的光學性能（均勻性>90%），沒有任何功率損失。
(2)光譜范圍大（350納米至2500納米），是多波長應用的理想選擇。
(3)可接受不同的輸入光束直徑（± 10 %）。
(4)穩(wěn)定的光束輪廓（不均勻性<10 %）：a|TopShape用于至少300毫米，a|TopShape LD用于至少1米的長工作距離。
(5)總長度極短(89.6 - 93.6 mm)。
(6)輸入光束直徑MAX@ 1/e2 = 10 mm；輸出光束直徑MAX@ FWHM = 15.2 mm和15.7 mm之間。
(7)適用于最高激光功率的光束整形部件（根據(jù)要求定制涂層）。
(8)激光誘發(fā)的損傷閾值：12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm。
 
a|TopShape的外殼尺寸
  a|TopShape的性能
下面的數(shù)字顯示了在工作距離為100毫米時，通過14個表面（包括7個非球面）后測得的波前（左）和通過12個表面（包括6個非球面）后的光束輪廓（右）。所得到的波前誤差均方根值為0.05λ，對應的Strehl（斯特列爾）值為0.9，證明了其非常高的光學質量。由此產(chǎn)生的0.1的光束均勻性和0.4的ISO邊緣陡峭度強調了這一點。 a|TopShapeLD的性能
a|TopShape LD的突出特點是傳輸距離長且穩(wěn)定。右圖顯示3000mm工作距離下的強度分布。它的特點是ISO光束均勻度為0.1。
波長范圍
涵蓋波長范圍|TopShape用于設計波長355,632和1064nm，以及|TopShape LD用于設計波長[nm] 355,405,632,780和1064nm。
   
平頂強度分布優(yōu)勢
光束整形在激光材料加工和顯微鏡等領域有著重要的應用。高斯分布通常用于激光應用。它們在強度分布上有弱點。使用均勻的強度分布，即所謂的Top-Hats，可以獲得比使用高斯分布更好的結果。例如，它們能使激光束的邊緣陡度很高，從而提高切割邊緣的質量，或者獲得均勻的照明。受益于您的應用的輕松處理!利用非球面光束整形器將高斯激光輪廓轉換為準直或聚焦的平頂強度分布。
 
a|TopShape應用示例
如果基于不均勻照明的高斯光束輪廓，基于激光的廣域熒光顯微鏡的定量分析可能非常具有挑戰(zhàn)性。在這種情況下，使用a|TopShape可以提供幫助。將顯微鏡裝置中的高斯光束轉換為均勻的平頂輪廓，可確保顯微鏡載玻片的均勻照明，從而使圖像更容易識別。 基于激光的顯微鏡設置，使用ashericon的a|TopShape和a|BeamExpander進行均勻照明
 
左邊是傳統(tǒng)系統(tǒng)（高斯光束）在FFI下的無邊界縫合圖像，右邊是a|TopShape（同質性>95%）的縫合圖像。
 
a|AiryShape
  另一個針對波長從300納米到1600納米優(yōu)化的光束整形器是a|AiryShape。這種光束整形元件與聚焦透鏡結合使用，可將準直的高斯光束轉變?yōu)椴煌�的聚焦光束輪廓（如Top-Hat、Donut）。由于其緊湊的設計，a|AiryShape可以很容易地集成到現(xiàn)有的設備中。
 
a|AiryShape的規(guī)格
產(chǎn)生不同的光束輪廓
剖面尺寸可通過焦距輕松擴展
針對300納米到1600納米的波長進行了優(yōu)化
易于集成到現(xiàn)有設備中
通過高精度安裝實現(xiàn)完美對準
緊湊型設計
輸入光束直徑@ 1/e2 = 10 mm；輸出光束直徑dAiry = 10 mm
激光誘發(fā)的損傷閾值：12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm
 
a|AiryShape的尺寸
  a|AiryShape的性能&靈活性
在下圖中，沿其傳播方向（Z軸）的歸一化光束剖面圖被總結為一個圖。檢測范圍是腰部位置周圍的±1.5毫米。此外，在不同的工作平面上，相應的最有趣的強度剖面被顯示為二維和橫截面圖。這兩張?zhí)卣鞴馐�輪廓圖都是用a|AiryShape（λ=635納米）生成的。根據(jù)a|AiryShape的工作原理，不僅可以在聚焦透鏡的焦平面上生成一個Top-Hat光束輪廓，而且還可以在不同的工作距離上生成各種輪廓，以獲得靈活性。所示光束輪廓的生成取決于輸入光束的質量。為了達到最佳效果，需要一個完美的準直光束，并使波前畸變最小化。
 
a|AiryShape的波長范圍
基于BeamTuning元素，AiryShape涵蓋了一個廣泛的波長范圍，以滿足您的挑戰(zhàn)性應用。
 a|AiryShape應用示例
除了優(yōu)化激光和加工參數(shù)外，焦點強度分布的調整為激光材料加工的高精度結果提供了巨大的潛力。asphericon與位于耶拿的Otto Schott材料研究所（OSIM）合作，分析了用a|AiryShape生成的各種定制強度分布，以確定其是否適合用飛秒激光器進行微納米尺度的材料加工，如切割、打標和生成激光誘導的周期性表面結構。  
a|SqAiryShape   
  想在焦點中創(chuàng)建方形的Top-Hat輪廓？有了a|SqAiryShape就沒問題了。asphericon最新的光束整形器與聚焦透鏡相結合，從準直的高斯光束中產(chǎn)生不同的方形聚焦光束輪廓（如Top-Hat, Donut）。這種光束整形器在300納米到1600納米的波長范圍內(nèi)進行了優(yōu)化，其緊湊的設計（只有17.3毫米長）也給人留下了深刻的印象，可以很容易地納入現(xiàn)有的應用設置中。它的工作距離可根據(jù)所使用的聚焦透鏡而大大縮短。將一個qAiryShape與一個200毫米焦距的鏡頭和一個擴束器結合在一起，已經(jīng)將總長度減少了25%。
 
a|SqAiryShape的規(guī)格
產(chǎn)生不同的方形光束輪廓
剖面尺寸可通過焦距輕松調整
對300納米到1600納米的波長進行了優(yōu)化
易于集成到現(xiàn)有設備中
通過高精度安裝實現(xiàn)完美對準
輸入光束直徑@ 1/e2 = 10 mm；輸出光束直徑dAiry = 10 mm
激光誘發(fā)的損傷閾值：12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm

a|SqAiryShape的尺寸
  a|SqAiryShape的性能和靈活性
下圖顯示了a|SqAiryShape（λ=1064nm）的光束輪廓截面，以及它在不同工作平面上的強度輪廓。由于a|SqAiryShape的工作原理，在焦點區(qū)域不僅產(chǎn)生了一個方形的Top-Hat輪廓，而且產(chǎn)生了各種具有四重對稱性的輪廓。從a|SqAiryShape生成的所有顯示的光束輪廓都取決于輸入光束的質量。為了獲得最佳結果，需要一個完美的準直光束，并使波前像差最小化。
 
a|SqAiryShape的波長范圍
基于BeamTuning元素，a|SqAiryShape涵蓋了一個廣泛的波長范圍，以滿足您的應用需求。

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