Éléments optiques diffractifs (DOE) : note d'application sur les séparateurs et les conformateurs de faisceau

Auteur : Vincent – ​​Ingénieur

Beam Splitter & Shaper : modification des lasers par diffraction

Les technologies DOE ( éléments optiques diffractifs) émergent dans l'industrie optique. Leurs applications s'étendent de l'optique technique, comme la numérisation et la métrologie, à la bio-imagerie et à l'impression 3D. Les DOE sont intégrés aux systèmes laser pour contrôler la phase et l'amplitude du faisceau incident et pour le modeler afin d'obtenir un profil de sortie spécifique et des fonctionnalités particulières. Ils utilisent une microstructure de surface complexe pour diriger les photons vers des fonctions spécifiques.

Principe de fonctionnement

Un séparateur de faisceau DOE est utilisé pour diviser un faisceau incident collimaté en plusieurs faisceaux. La puissance est partagée entre les faisceaux résultants. Ces faisceaux forment un réseau 1xN (1 dimension) ou un réseau MxN (2 dimensions) selon la configuration. Les faisceaux résultants sortent du séparateur de faisceau avec un angle de séparation θ (Figure 1). Pour un nombre impair de faisceaux (N), il existe un faisceau souhaité qui tombe sur l'ordre 0. Pour un nombre pair de faisceaux, il n'y a pas de faisceau d'ordre 0. Pour obtenir des points bien définis à la distance de travail souhaitée, des lentilles de focalisation sont souvent utilisées, comme le montrent les figures 1 et 2.

*DOE peut être personnalisé en fonction d'une longueur d'onde, d'une taille de point, d'une distance focale et d'un angle de divergence du faisceau préférés.

Une configuration de conformateur de faisceau DOE se compose généralement d'un laser, d'un conformateur de faisceau DOE, d'un système de balayage/lentille et de la surface de travail (Figure 3). Le shaper de faisceau DOE distribue l'énergie d'un spot de faisceau gaussien à un profil Top-Hat avec une intensité uniforme. Cela garantit une irradiation laser uniforme sur la surface de travail. Le profil haut de forme est identifié par une zone de transition nette qui génère une frontière claire entre les régions traitées et non traitées. Le profil de sortie peut être rectangulaire ou circulaire (Figure 4).

Applications

Pouvoir modifier et isoler le faisceau résultant s'est avéré utile dans des utilisations telles que le balayage de la surface de la peau ou la réalisation de perforations sur des filtres de cigarette.

Les systèmes peuvent être utilisés, mais sans s'y limiter, dans les scénarios d'application suivants :

• Fibre Optique
• Affichage laser
• Marquage au laser
• La soudure au laser
• Applications laser à des fins médicales