Holo/Or Ltd. (Israel):Holoor:ホロオア社 (イスラエル):回折型光学素子(DOE)メーカー
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ホモジナイザ/ディフューザ DOE Holo/Or (Holoor)
ホモジナイザ/ディフューザの回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element)は、マシングルモードまたはマルチモードのレーザービームを、必要な形状と均一化された強度分布のビームに変換するための回折光学素子(DOE)です。円形、長方形、四角形、ライン状などのさまざまな形状に変換することもできます。
ホモジナイザ/ディフューザの回折光学素は入射ビームのプロファイルに依存します。マルチモードのレーザービームを使用した場合、シングルモードのレーザーよりもコヒーレンスが低下してスペックルのが低下するため、より均一な強度プロファイルを得られます。なお、シングルモードレーザーで使用される場合は、Holo/Or社のトップハット(TOP-HAT) DOEを推奨いたします。
ホモジナイザ/ディフューザの回折光学素は入射ビームのプロファイルに依存します。マルチモードのレーザービームを使用した場合、シングルモードのレーザーよりもコヒーレンスが低下してスペックルのが低下するため、より均一な強度プロファイルを得られます。なお、シングルモードレーザーで使用される場合は、Holo/Or社のトップハット(TOP-HAT) DOEを推奨いたします。
用途
- レーザーアブレーション
- レーザーディレイリング
- レーザーマーキング
- レーザースクライビング
- レーザー溶接
- 医療/美容レーザー治療
- エキシマレーザーのビーム整形
定義
回折型のホモジナイザ/ディフューザ(HM)は、入射したビームを半ランダムな方向に分割することで、ファーフィールド(焦点面)に特定の形状での強度プロファイルを生成します。性能は入射ビームのパラメータに大きく依存します。
- M²<~5 (高コヒーレントビームのシングルモード)
- M²> 5 (マルチモードレーザー)
シングルモードレーザでは、Holo/Or社のトップハット(TH)のデザイン、M²が大きいマルチモードでは、ホモジナイザ/ディフューザ(HM)を推奨いたします。入射ビームの定義がより複雑な場合(任意の強度分布を持ち、完全に近いガウス型(M2が大きい)ではない場合)、回折型光拡散器が好ましいソリューションとなります。Holo/Or社では任意の形状や強度プロファイルのDOEを設計することができます。
セットアップ例
回折型のホモジナイザ/ディフューザの光学パラメータは幾何学的な観点から容易に計算することができます。
L : ワーキングディスタンス
λ : 波長
D : 集光素子上の入力ビームサイズ
M2 : 入力レーザ光のビーム品質値
λ : 波長
D : 集光素子上の入力ビームサイズ
M2 : 入力レーザ光のビーム品質値
効率のためには、入射ビームサイズ(1/e²)をクリアアパーチャの67%以下にすることを推奨いたします。これにより、ガウスの強度分布に対して99%のエネルギー・スループットが確保され、高いM²の入射ビームを使用することで、均一性の性能をさらに向上させることができます。
DOEから集光レンズまでの推奨距離についてHMシリーズの場合、DOEと集光システムの距離はトランケーションによるエネルギー損失を防ぐために、集光システムのクリアアパーチャが十分な大きさ(レンズ位置でのHMサイズの約1.5倍)であれば、問題ありません。
シングルモードとマルチモードの比較
ガウス(TEM00)の入射ビームの場合、ディフューザーの「ノイジー」な斑点状の出力強度プロファイルは、干渉によるものです。材料加工のアプリケーションでは、点の強度値よりもエネルギーの熱分布の方が重要です。また、すべてではありませんが多くのアプリケーションでは、自然なスムージング効果があり、ほとんどの変動の兆候が消去されます。
出射パターン形状への影響とビーム品質(M²)の比較
ゼロ次光の影響
仕様
硝材 | 合成石英, ZnSe, ZnS, ゲルマニウム, シリコン, プラスチック |
波長 | 193nm ~ 10.6um |
DOEデザイン | 2 レベル (バイナリ) ~ 16レベル |
タイプ | 透過もしくは反射 |
パターンアングル | 数 mrad ~ 41deg |
効率 | 75~98% |
素子サイズ | 2 ~ 100mm |
コーティング(オプション) | AR/AR コーティング |
カスタム | さまざまな形状 |