关于准直匀化转换器的4个常见问答
发布时间:2023-09-22 19:00:00 阅读次数:4510

 

01
Q:准直匀化转换器是否支持在高功率激光入射条件下使用?

A:准直匀化转换器不适用于高功率激光匀化整形。

准直匀化转换器由1片结构化波片及2片线偏振片组成,呈现为“上下偏振薄膜+中间LCP功能膜层”的三片式平片结构,则使用过程中准直匀化转换器整体的损伤阈值会受限于偏振薄膜的损伤阈值,所以准直匀化转换器仅适用于中低功率激光光束匀化,对于高功率激光匀化整形不适用。

偏振薄膜损伤阈值参考值:

● 400-700 nm偏振薄膜:0.466 J/cm2@515 nm,290 fs,100 kHz,Ø10.72 μm (Single Pulse);

● 700-1100 nm偏振薄膜:0.5 J/cm2@1064 nm,5 ns,10 Hz,Ø0.45 μm (Single Pulse)。

若有高功率激光准直匀化的需求,请联系技术支持,我们可根据您的需求设计定制化方案,使用其他高损伤阈值的光学元件替代偏振薄膜以满足高损伤阈值需求。

准直匀化转换器结构图

02
Q:使用准直匀化转换器时对入射光束有什么要求?

A:入射光束需为M2<1.3的单模激光,入射光斑直径大小满足预设直径,同时光束应当入射到准直匀化转换器中心。

结构化波片相位分布基于理想高斯光设计,所以对入射光质量要求较高。由于产品针对高斯光斑能量分布进行截取和衰减来实现匀化,所以入射光与结构化波片的结构中心需尽可能对准才可实现最佳匀化效果,一般对准误差需控制在入射光斑尺寸的±5 %以内。若入射光斑严重偏离结构化波片的中心会导致出射光斑光强分布不均匀,如下图所示。

出射光斑强度随入射光斑单向偏移的变化情况

同时,入射光斑直径需满足预设的光斑直径,调试过程中可搭配变倍扩束镜对光斑尺寸进行调节以实现最佳匀化效果。若入射光斑直径与设计光斑直径不符合,会导致出射光斑四周光强过大或过小,影响最终匀化整形效果,如下图所示。

出射光束强度随入射光斑直径的变化情况

(设计光斑直径为6 mm)

03
Q:准直匀化转换器的准直匀化工作距离有多长?

A:准直匀化转换器的准直匀化工作距离不低于7米。

准直匀化转换器能够实现远距离的匀化光斑传输,下图分别为出光口处、出射距离为1 m、2.7 m、3.7 m、7 m处实测的出射光斑的能量分布,观察下图可发现,出射距离7 m以内都有较好的匀化效果。准直匀化转换器的有效工作距离与光源质量密切相关,在光源质量极佳的情况下,准直匀化工作距离可明显得到延长。

出射光束强度随出射距离的变化情况

04
Q:准直匀化转换器的透过率能达到多少?

A:在线偏振光入射且偏振方向与偏振片透振轴方向平行的情况下,透过率能大于50%。

准直匀化转化器基于空间局部光衰减原理实现光束匀化整形,在准直匀化转换器中,结构化波片通过光控取向实现径向上液晶分子不同的快轴分布,从而使入射线偏光转变为矢量偏振光,再经过一片透振轴方向相同的偏振片,不同区域的偏振光发生不同程度的衰减,从而实现光束的准直匀化,这就导致了准直匀化转换器的透过率偏低。

同时值得注意的是,由于准直匀化转换器前后均有线性偏振片且透振方向平行,所以准直匀化转换器对入射光偏振态无要求且双面均可使用,但为达到最大光能利用率,建议线偏光入射且偏振方向与偏振片透振方向平行。

 

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