勻化器是改進(jìn)激光焊接設(shè)備的革命性產(chǎn)品，其有兩個(gè)英文名稱Homogenizer和Diffuser。光束勻化器使激光焊接的能量分布更均勻，并且大大減小熱影響區(qū)，實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)激光焊接都無法達(dá)到的加工效果。目前，手機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的金屬塑料焊接已經(jīng)大量引入了勻化器。激光勻化器通常用于把多模激光在特定的距離上轉(zhuǎn)換為圓形、正方形或其它形狀的均勻光斑，通常配合915nm半導(dǎo)體激光器使用。
使用勻化器能把單模或多模的準(zhǔn)直輸入光束，轉(zhuǎn)換為能量分布高度均勻的光斑。光斑的波長(zhǎng)和形狀輪廓都可自定義，形狀多數(shù)取圓形、正方形、直線。光束均化鏡在許多需要明確定義光斑形狀和隨機(jī)擴(kuò)散強(qiáng)度分布的應(yīng)用中有很大作用。
光束勻化器的特點(diǎn)
-適用于單?；蚨嗄］斎牍馐?span style="margin:0px;padding:0px;">
-材質(zhì)為石英、玻璃或塑料
-可以實(shí)現(xiàn)任意光斑形狀，可靈活定制
-準(zhǔn)確的光斑發(fā)散角，發(fā)散角范圍從毫弧度到41°（mrad~ 41deg）
光束勻化器的應(yīng)用：
-激光成形
-激光焊接
-美容
-的光束成形
入射激光的光束質(zhì)量決定勻化器的輸出光斑質(zhì)量：
勻化器天生就喜歡多模激光，因?yàn)樗鼈冚^低的相干性會(huì)降低斑點(diǎn)的可見性，因此產(chǎn)生比單模激光輸入更均勻的能量分布。單模光雖然產(chǎn)生的邊界棱角分明，但會(huì)明顯地犧牲均勻性。以M2的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)，我們可以將激光分為兩種：
1. M2<5的單模激光，相干性很好，在這種情況下，能實(shí)現(xiàn)很陡峭的邊界，勻化效果較好，人眼可見明顯的波紋會(huì)影響均勻性。對(duì)于光束質(zhì)量較好的入射激光，勻化片還會(huì)出現(xiàn)0級(jí)衍射的極大點(diǎn)，位于目標(biāo)光斑正中心。
2. M2>5的多模光，這時(shí)入射激光不是一個(gè)近高斯的光束，通常為發(fā)散角較大。這種情況下，勻化器得到的光斑均勻性會(huì)大大加強(qiáng)，得到一個(gè)非常理想的平頂，消除波紋，同時(shí)邊界的過渡區(qū)會(huì)拉長(zhǎng)，表現(xiàn)為邊界不再陡峭/銳利。
單模、多模激光用于勻化器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：
| | 單模激光，高斯光束 | 多模激光 |
| 圖案精確性 | 好 | 好 |
| 均勻性 | 均勻性較好，有暗斑 | 好 |
| 邊界 | 非常銳利 | M2越大，邊界越寬 |
| 效率 | 可以設(shè)計(jì) | 可以設(shè)計(jì) |
| 零級(jí)亮點(diǎn) | 非常敏感，明顯 | 幾乎沒有 |
激光勻化器也屬于衍射光學(xué)元件的材料一般可以選擇熔融石英、塑料、玻璃，適用的波長(zhǎng)范圍為193nm~10.6um，激光勻化DOE的表面微結(jié)構(gòu)臺(tái)階數(shù)可設(shè)計(jì)成2階、4階、8階、16階，DOE元件的尺寸范圍2mm~100mm。DOE可鍍?cè)鐾改ぃw衍射效率達(dá)到75% - 98%。
同時(shí)，勻化器可以直接使用或結(jié)合聚焦鏡使用，直接使用的話可以得到在一定范圍內(nèi)得到任意發(fā)散角圖案。如果配合聚焦鏡使用，可以在焦平面內(nèi)得到所需光斑的大小的衍射圖案。
高均勻性激光均勻化器（High homogeneity, HH Diffuser）
對(duì)于單模激光的勻化也不是沒有辦法。我們?cè)O(shè)計(jì)了高均勻性激光勻化器來克服0級(jí)中心亮點(diǎn)的難題。為了解決這個(gè)問題，Holoor推出了一套高均勻性激光勻化片。其通過精巧的設(shè)計(jì)，采用雙衍射面的方案，用個(gè)衍射面降低入射激光的相干性，第二個(gè)衍射對(duì)激光進(jìn)行擴(kuò)散，這樣就能夠得到具有更高的均勻性和更低的的零階效應(yīng)。使M2<5的單模激光也能得到非常好的勻化效果，使激光勻化DOE滿足各種入射激光光束的要求。
激光勻光片的選型
勻化器的選型和光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)已經(jīng)對(duì)輸出光斑的要求息息相關(guān)。選型激光均勻化元件首先需要知道：激光波長(zhǎng)，激光M2，焦距，輸出光斑的形狀和尺寸。
勻化器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格范圍
915nm是激光勻化器是使用較多的波段，Holoor提供超過100中標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的勻化器，以工作距離EFL=100mm為例，下面列出了標(biāo)準(zhǔn)品涵蓋的尺寸范圍
-圓形，尺寸42um~42mm
-正方形，尺寸380um~45mm
-直線，長(zhǎng)度0.37mm~70mm
另外還提供長(zhǎng)方形、橢圓形等其它形狀的激光勻化器。
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