Anwendungshinweis zu Laser- und variablen Dämpfungsgliedern

Teil 1: Steuerung der Ausgangsleistung mit Laserabschwächern

Ein Laserabschwächer ist ein optisches Gerät, das die optische Leistung oder Intensität des einfallenden Laserstrahls reduziert. Dies ist besonders nützlich für Laserquellen mit fester Ausgangsleistung. Je nach gewünschter Abschwächung gibt es Laserabschwächer mit fester oder variabler Leistung. Variable Abschwächer sind sowohl mit manueller als auch mit motorischer Verstellung erhältlich. Der Laserabschwächer beeinflusst die Ausbreitungsrichtung des Strahls nach der Abschwächung in keiner Weise.

Funktionsprinzip

Die Laserdämpfungsoptik arbeitet nach dem Reflexionsprinzip, bei dem ein Prozentsatz des Lichts von der dielektrisch beschichteten Oberfläche der Optik reflektiert und der Rest durchgelassen wird. Die Winkeldrehung der Optik ändert den Winkel des auf die Optik einfallenden Lichts, was wiederum eine Änderung des Übertragungsverhältnisses verursacht, was letztendlich den Dämpfungspegel ändert. Aufgrund der Winkeldrehung der Optik erfährt der durch die Optik tretende Laserstrahl eine Brechung, die den Weg des ausgehenden Laserstrahls verändert. Um dieses Problem zu beheben, wird eine zweite Optik nacheinander verwendet und die beiden Optiken werden im Tandem bewegt, um die Richtung der Strahlausbreitung nicht zu ändern, wie in Abbildung 1 zu sehen ist.

*Das Dämpfungsglied ist für den Betrieb bei 9.4 μm erhältlich.

Die Architektur des Laserabschwächers ermöglicht einen größeren Strahleingang ohne die Gefahr einer Strahlbegrenzung während der Übertragung, und die Wasserkühlkanäle ermöglichen eine konstante Kühlung während des gesamten Vorgangs, um Schäden oder Strahlmanipulationen zu jedem Zeitpunkt zu verhindern. Das Design des Laserabschwächers ist in Abbildung 2 zu sehen.

Anwendungen

Das interne Design des Laserabschwächers ermöglicht eine effiziente Absorption von reflektiertem Licht. Es ist für die Dämpfung von kollimierten Strahlausgängen und nicht für die Fokussierung von Strahlen ausgelegt. Der Laserabschwächer kann in jedes Lasersystem mit dem Zweck einer präzisen Steuerung oder Reduzierung der Ausgangsstrahlleistung implementiert werden.

Das kompakte Design, wie in Abbildung 3 zu sehen, ermöglicht eine einfache Integration in Lasersysteme, und die Grundplatte ermöglicht eine einfache Herstellung von Haltern oder Adaptern zur Montage des Laserabschwächers. Auf Anfrage ist auch eine motorisierte Version erhältlich.

Teil 2: Präzisionskontrolle durch das Polarisationsprinzip mit variablen Dämpfungsgliedern

Präzisionslaseranwendungen erfordern eine feine Leistungssteuerung. Ein variabler Abschwächer mit großem Dynamikbereich und präziser Regelung soll diesen Zweck erfüllen. Es eignet sich zur Intensitätsdämpfung über einen Wellenlängenbereich von UV bis IR.

Funktionsprinzip

Dieses variable Dämpfungsglied besteht aus einem speziell entwickelten optomechanischen Adapter und einem optomechanischen Präzisionshalter. Die beteiligten Schlüsseloptiken sind eine Halbwellenplatte und ein Dünnschichtpolarisator. Die Halbwellenplatte besteht üblicherweise aus parallel zur optischen Achse geschnittenem doppelbrechendem Kristall. Es wird verwendet, um die Polarisationsrichtung des einfallenden Strahls zu ändern.

Ein nach der Halbwellenplatte angeordneter Dünnfilm-Polarisator vom Brewster-Typ reflektiert s-polarisiertes Licht, während p-polarisiertes Licht durchgelassen wird. Das Intensitätsverhältnis von s-polarisierten zu p-polarisierten Strahlen kann durch Drehen der Wellenplatte kontinuierlich verändert werden. Die Intensität entweder des Austrittsstrahls oder ihr Intensitätsverhältnis kann über einen großen Dynamikbereich gesteuert werden. P-Polarisation kann für maximale Transmission gewählt werden. Ein vollständiger Dämpfungsbereich vom Maximum bis zum Minimum kann durch Drehen der Halbwellenplatte von 0 bis 45 Grad erreicht werden. Zur ständigen Überwachung der Leistung kann der Beam Dump durch einen Leistungsmesser ersetzt werden.

Die wichtigsten Spezifikationen des Polarisationsdämpfers bei verschiedenen Betriebswellenlängen sind unten aufgeführt. Im Vergleich zu ähnlichen Produkten auf dem Markt bieten wir einen großen dynamischen Dämpfungsbereich, der für eine präzise Laserprozesssteuerung nützlich ist.

Anwendungen

Die nachfolgend aufgeführten Eigenschaften ermöglichen es dem Polarisationsabschwächer, die Laserintensität mit feinen Einstellschritten präzise zu steuern. 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 %

Die Anwendung des Designs von Polarisationsoptiken ist nicht auf die Dämpfung der Laserintensität beschränkt; andere Anwendungen umfassen Phasensteuerung (Phasenverzögerung), Interferometer usw.