In der Verpackungsindustrie werden Laser häufig dazu eingesetzt, Materialien zu perforieren. Wichtig hierbei ist sowohl ein hoher Durchsatz als auch kleine, hochpräzise Löcher mit definiertem Abstand. Zur Fertigung solcher Löcher in dünnen Substraten eignen sich Diffraktive Elemente sehr gut.
Das Diffraktive Element dupliziert den eingehenden Strahl, kollimiert mit 0° Einfallswinkel, in eine dem Element entsprechende Vielzahl von Strahlen ebenfalls (kollimiert) mit exakt definierten Winkelabständen. Die Spotabstände der erzeugten Strahlen werden durch eine nachfolgende Linse über deren Fokuslänge definiert. Optisch sind der Eingangsstrahl und die Ausgangsstrahlen bezüglich des Spotdurchmessers und Strahlprofils als identisch zu betrachten. Bei der Duplizierung sind sowohl eindimensionale (Punktlinie) als auch zweidimensionale Arrays (Punktmatrix) verfügbar.
Durch die Erzeugung von identischen vervielfachten Strahlen mit gleicher Intensitätsverteilung und konstanten Abständen wird ein größerer Durchsatz ermöglicht. Häufig kann so auf einen x-y-Verfahrtisch verzichtet werden.
Merkmale für Multispot-Elemente:
- Präziser Abstand der Löcher durch präzise Winkelseparation.
- Konstanter Spotabstand ohne Justage und selbst bei Vibrationen im System, da die Löcher mit einem Element abgebildet werden.
- Homogene Intensitätsverteilung:
Der Unterschied zwischen den Spots liegt bei den 1 x 2- und 2 x 2-Elementen bei +/-1%, bei den anderen Elementen etwas höher. - Der Abstand der Spots ist unempfindlich gegen x-, y- und z-Verschiebungen im System.
- Hohe Zerstörschwelle:
Durch das Fertigungsverfahren von HoloOr können Zerstörschwellen wie bei Standard-Quarzglas oder ZnSe- Substraten erreicht werden. - Antireflexbeschichtung zur Reduzierung von Rückreflexen sind optional für alle Substrate erhältlich.
Bis zu 20 Prozent der Intensität wird auf höhere Ordnungen verteilt. Auf Anfrage informiert HoloOr darüber, wo sich diese befinden. Maximal liegen sie bei 5 bis10% der Spot-Intensitäten. Falls dies nicht erwünscht ist, sollte eine mechanische Abschattung im Design berücksichtigt werden.
Durch die Intensitäten der höheren Ordnungen kann sich das System erhitzen, daher ist bei Hochleistungs-lasern eine gute Ventilation wichtig.
Obwohl unempfindlich gegen x-, y- und z-Positionierung, muss jedoch um die optische Achse in der Rotation justiert werden.
Element-Typ | Energie im gewünschten Strahl | Winkel-genauigkeit im mRad | Homogenität zwischen Strahlen | Energie im Originalstrahl | Energie im stärksten ungewünschten Winkel |
2 Spots | 79% | 0,02 | ± 0,5% | <1% | 4,5% |
3 Spots | 84% | 0,02 | ± 5,0% | 28% (angestrebt) | 3,2% |
9 Spots | 75% | 0,02 | ± 50,0% | 11% (angestrebt) | 4,0% |
15 Spots | 85% | 0,02 | ± 25,0% | 6% (angestrebt) | 1,0% |
