Anwendungshinweis Variabler Strahlteiler: Präzisionskontrolle durch das Prinzip der Polarisation

Präzisionslaseranwendungen erfordern eine feine Leistungssteuerung. A variabler Strahlteiler mit großem Dynamikbereich und präziser Steuerung erfüllt diesen Zweck. Es eignet sich zur Intensitätsaufspaltung zwischen zwei Polarisationszuständen über einen Wellenlängenbereich von UV bis IR.

Funktionsprinzip

Dieser variable Strahlteiler besteht aus einem speziell konstruierten optomechanischen Präzisionshalter. Die beteiligten Schlüsseloptiken umfassen eine Halbwellenplatte und einen Polarisationsstrahlteiler (PBS). Die Halbwellenplatte besteht üblicherweise aus parallel zur optischen Achse geschnittenem doppelbrechendem Kristall. Es wird verwendet, um die Polarisationsrichtung des einfallenden Strahls zu ändern. Die Oberflächen der Wellenplatte und des Strahlteilerwürfels sind über den vorgesehenen Wellenlängenbereich mit einer AR-Beschichtung beschichtet. Der nach der Halbwellenplatte platzierte PBS reflektiert s-polarisiertes Licht, während er p-polarisiertes Licht durchlässt. Das Intensitätsverhältnis von s-polarisierten zu p-polarisierten Strahlen kann durch Drehen der Wellenplatte kontinuierlich variiert werden. Die Intensität entweder des Austrittsstrahls oder ihr Intensitätsverhältnis kann über einen großen Dynamikbereich gesteuert werden. P-Polarisation kann für maximale Transmission gewählt werden. Durch Drehen der Halbwellenplatte von 0 bis 45 Grad kann ein vollständiger Bereich der Intensitätsvariation zwischen den beiden Strahlen vom Maximum bis zum Minimum erreicht werden.

Variabler Strahlteiler 1
Abbildung 1. Prinzip des variablen Strahlteilers
Variabler Strahlteiler 3
Abbildung 2. Das Layout des variablen Strahlteilers

Die wichtigsten Spezifikationen der variablen Strahlteiler bei verschiedenen Betriebswellenlängen sind unten aufgeführt.

Wellenlänge355/532 / 1064nm
TypÜbertragungsmodus
Blende löschen14 mm
Strahlverschiebung0.5 mm
Extinktionsverhältnis> 200: 1
Leistungsvariationsbereich0.5% – 95%
Schadensschwelle>5J/cm2@1064nm, 20ns, 20Hz
Gewicht<300g
Tabelle 1. Wichtige Spezifikationen des Polarisationsdämpfers

Anwendungen

Die nachfolgend aufgeführten Eigenschaften ermöglichen dem variablen Strahlteiler eine präzise Steuerung der Laserintensität mit feinen Einstellschritten. Mit einem geeigneten Polarisatortyp lässt sich dieses Prinzip bei sehr hohen Leistungen realisieren.

  • Teilt den Laserstrahl in zwei parallele Strahlen mit manuell einstellbarem Intensitätsverhältnis
  • Großer Dynamikbereich
  • Vernachlässigbare Sendestrahlabweichung
  • Hohe optische Schadensschwelle
  • Transmissionsdämpfungsbereich 0.5 % – 95.0 %
Variabler Strahlteiler 5
Abbildung 3. Varianten von Polarisationslaseroptiken

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