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取扱製品

トップハット成形素子

はじめに

トップハットビーム整形素子は、高均一性のフラットトップと急峻な境界特性を備えており、スポットサイズと形状は、お客様のご要求に応じてカスタマイズすることができます。



アプリケーション

製品の取り扱い

典型的なトップハットレーザシステムは、以下に示すように、レーザ光源、フラットトップ整形素子、および集光レンズで構成されています。このような平坦化素子の光は、入射光は、M2が1.3以下のシングルモードレーザが強く求められます。
もし、M2が大きくなってしまうと、平坦部が変動し、スポット均一性の性能が劣化し、急峻な境界特性も劣化しまいます。このような場合は、開口部やコリメータシステムを含む入射レーザに修正を加える必要がでてきます。



ビーム整形器は、ユーザーが希望するような、集光レンズの焦点面近くで平坦域のトップハットビーム形状を達成することができます。平坦域のサイズは、通常、数μmです。


必要パラメーター

お客様は、以下のパラメータを提供する必要があります:


大きなスポットでは、光学素子のフォールトトレランスを向上させるフラットトップのプラトー効果で、簡単に小さいスポットサイズが得られるので、コリメート光源の利用をお勧めしています。
フラットトップ光学素子は、安定したプラトー効果を得るためにコリメート入射光ビームを必要とし、レーザのビームウェストに配置されます。一定の広がり角(1°未満)を持っている場合でも、トップハット形状は所定の位置になります。
DOEは、動作中はビームウェストから一定の距離に配置され、入射ビームスポットサイズと発散角は、入射スポットサイズ素子を実現するために考慮しなければなりません。
プラトー効果を得ることができるにもかかわらず、フラットトップのスポット位置が変化します。要するに、波面の正確な設計品質は、DOEの平坦化効果とDOEを簡単に得ることができます。
以下の式のとおり、提示される設計プロセスのターゲットでのスポットサイズは、回折限界スポットサイズは、非常に重要です。

ここで、
 L:ワーキングディスタンス(WD:作業距離)
 D:入力スポットサイズ


設計の原則

仕様
スポット均一性 Good(+/-5%)
境界 急激
損傷しきい値 High
入射光スポットサイズの
フォールトトレランス範囲
+/-5%
効率 95%
材料 溶融石英、ガラス、ほか

動作マニュアル

トップハットビーム成形素子は、M2が1.5未満ののガウスビームに使用されます。この素子は、突出光学系の既存の利点を変更することなく、簡単な設置および較正、高い透過率の利点を有します。
この文書は、素子の設置および較正方法を説明するものです。

A:ガルバノメータシステム
 1.設置と較正の要件:
   素子を固定用のマウントをするためのガルバノシステムと2-DOFを調整する
 2.設置および較正の手順:
   (1) まず、スポットが素子の要件を満たすことを確認するために、レーザを拡大してコリメートする必要があります。
   (2) 次に、ガルバノメータシステムを日常的に使用のために調整します。
   (3) ビームエキスパンダーとコリメータの間の任意の位置に素子を配置します。拡がり角(発散角)は、素子を通過
      した後数メートルで同じままです。
   (4) ビーム軸上に素子の中心が移動するように、レーザビーム状態で素子の大まかな調整を行います。
   (5) 安全ゴーグルを着用し、レーザスポットがA4白紙に見えるまでレーザパワーを調整します。
   (6) 安全ゴーグルを着用したまま、素子の後ろにA4白紙を置き、素子中央の紙への投影を注意深く観察します。
      例えば、正方形のハットトップの要素の投影は正方形であり、円形のハットトップの要素の投影は円です。
      投影に基づいて素子を微調整して、素子の中心をビーム軸と完全に一致させます。円形のハットトップの素子を
      除くすべての素子は、投影がビームと同じであるため、θ軸の調整が必要です。
   (7) 調節が終わったら素子を固定します。
   (8) 最後に、パワーを上げてテストサンプルを調べます。集光レンズの近くに平坦化効果があるはずです。最適な
      位置をすばやく見つけるには、Z軸自動調整プラットフォームをインストールし、テストサンプルをさまざまな
      距離で焦点ポイントの前後を調べ、サンプルを顕微鏡で観察することをお勧めします。

B:非振動ミラーシステム
   (1) まず、集光レンズを素子に密着させ、それらを調整マウントに取り付けます。
   (2) 次に、ビームエキスパンダーとコリメータの間の任意の位置に素子を配置します。拡がり角(発散角)は、素子
      を通過した後数メートルで同じままです。
   (3) ビーム軸上に素子の中心が移動するように、レーザビーム状態で素子の大まかな調整を行います。
   (4) 安全ゴーグルを着用し、レーザスポットがA4白紙に見えるまでレーザパワーを調整します。    (5) 安全ゴーグルを着用したまま、素子の後ろにA4白紙を置き、素子中央の紙への投影を注意深く観察します。
      例えば、正方形のハットトップの要素の投影は正方形であり、円形のハットトップの要素の投影は円です。
      投影に基づいて素子を微調整して、素子の中心をビーム軸と完全に一致させます。円形のハットトップの素子を
      除くすべての素子は、投影がビームと同じであるため、θ軸の調整が必要です。
   (6) 調節が終わったら素子を固定します。
   (7) 最後に、パワーを上げてテストサンプルを調べます。集光レンズの近くに平坦化効果があるはずです。最適な
      位置をすばやく見つけるには、Z軸自動調整プラットフォームをインストールし、テストサンプルをさまざまな
      距離で焦点ポイントの前後を調べ、サンプルを顕微鏡で観察することをお勧めします。