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回折光学素子 (DOE): ビーム スプリッターとシェイパー

ビームスプリッターとシェイパー: 回折によるレーザの修正

DOE 技術は光学業界で台頭しています。その用途は、スキャンや計測などの技術光学からバイオイメージングや印刷まで多岐にわたります。DOE はレーザ システムに追加され、入射ビームの位相と振幅を制御し、ビームを特徴的な機能を持つ目的の出力パターンに「整形」します。表面の複雑な微細構造を使用して、特定の機能のために光子を誘導します。


動作原理

DOE ビーム スプリッターは、平行入射ビームを複数のビームに分割するために使用されます。出力は、結果として得られるビーム間で共有されます。これらのビームは、セットアップに応じて 1xN アレイ (1 次元) または MxN アレイ (2 次元) を形成します。結果として得られるビームは、分離角度 θ でビーム スプリッターから出ます (図 1)。ビーム数が奇数 (N) の場合、0 次に位置する目的のビームがあります。ビーム数が偶数の場合、0 次に位置するビームはありません。目的の作動距離で明確なスポットを実現するために、図 1 および 2 に示すように、集束レンズがよく使用されます。


　　図1. 1×3アレイビームスプリッター


　　図2. 1×4アレイビームスプリッター


シリーズ　モジュール DOE-355-1X3 DOE-355-1X4
波長＊ 355nm 355nm
ビーム モード シングルモードまたはマルチモード シングルモードまたはマルチモード
スポット数＊ 1×3 1×4

　　表1. ビームスプリッタの仕様

*DOE は、ビームの波長、スポット サイズ、焦点距離、発散角に合わせてカスタマイズできます。


DOE ビーム シェイパーのセットアップは、通常、レーザ、DOE ビーム シェイパー、スキャン システム/レンズ、および作業面で構成されます (図 3)。ビーム シェイパー DOE は、ガウス ビーム スポットのエネルギーを均一な強度のトップ ハット プロファイルに分散します。これにより、作業面へのレーザ照射が均一になります。トップ ハット プロファイルは、処理済み領域と未処理領域の間に明確な境界を生成する鋭い遷移領域によって識別されます。出力プロファイルは、長方形または円形のいずれかになります (図 4)。


図3. ビームシェイパーのセットアップ


図4. ビーム整形後の出力プロファイル（長方形/円形）


シリーズ　モジュール DOE-9.4-150×200 DOE-SCAN-1064-163
ビームモード シングルモード 　TEM00 (M2 ＜ 1.5) シングルモード 　TEM00 (M2 ＜ 1.5)
要素タイプ ウィンドウ ウィンドウ
形状 長方形 円形

表2. ビームシェイパーの仕様


アプリケーション

結果として生じるビームを変更および分離できることは、皮膚の表面をスキャンしたり、タバコのフィルターに穴を開けたりする用途で有用であることが証明されています。 このシステムは、以下のアプリケーション シナリオで使用できますが、これらに限定されません。