Eléments optiques diffractifs destinés à la mise en forme de faisceaux

Pendant le traitement des matériaux, le profil de faisceau du laser sur le plan de travail est essentiel à la bonne qualité des résultats finaux. En changeant sélectivement le profil, le processus peut être amélioré. Les options suivantes sont disponibles :

• Correcteurs de crêtes
• Correcteurs de faisceaux supérieurs stables
• M-Shapers pour des applications scanner
• Homogénéisateurs/diffuseurs
• Diffuseurs elliptiques
• Axikon diffractifs
• DOEs pour la lumière structurée
• Module de mise au point allongée (DeepCleave)
• Optiques personnalisées

Les optiques diffractives DOE, sont utilisées pour optimiser les applications de découpe laser, de perçage laser, et d’ablation de matière par laser.

Le profil de faisceau à crête produit par le DOE de crête sur le plan de travail possède une pente marquée par rapport à un faisceau de forme gaussienne. Le profil de faisceau peut avoir quasiment n’importe quel type de section transversale (les sections rondes ou carrées étant les plus connues).

L’élément supérieur stable possède la même fonction qu'un élément de crête. Cependant, sa structure optimisée permet d’obtenir des tolérances plus élevées du faisceau incident (qualité, taille et position). Des bandes latérales de petite taille et de faibles fluctuations de l’intensité peuvent être observées au centre du profil de faisceau.

Les homogénéisateurs – également connus sous le nom de « diffuseurs » - lissent la section transversale.

Ces éléments sont généralement utilisés dans les applications médicales telles que l'épilation ou l’élimination des tatouages. Dans ces applications, il est essentiel d’empêcher la présence de points chauds, de façon à éviter toute brûlure de la peau.

Les diffuseurs elliptiques fonctionnent comme les homogénéisateurs. Les composantes du faisceau empilées de manière perpendiculaire les unes sur les autres possèdent des angles d'étalement différents. Cela crée une section transversale de faisceau elliptique homogène dans le champ éloigné.

Ces éléments mettent en forme le faisceau laser dans un profil en anneau, semblable à l'élément vortex.

Son indépendance au faisceau d'entrée le rend plus avantageux que des éléments vortex. Des axicons diffractifs peuvent être employés avec des lasers, pour lesquels la qualité de faisceau M² est comprise entre 1 et 20 ; le M² affecte seulement la largeur de l‘anneau.

En plus des profils en anneaux simples, ces DOE peuvent également être réalisés pour l'utilisation de mise en forme d‘anneaux multiples.

Il est possible de réaliser de très petits angles d’ouverture pour travailler avec de plus petits diamètres de faisceau qu'avec un axicon non-diffractif. Une autre option inclut la fabrication d‘axicons négatifs.

Ces DOE de séparation et de mise en forme du faisceau offrent des angles d’ouverture allant jusqu'à 80° (à 850 nm). La lumière émise couvre des surfaces particulièrement grandes. Ce type d'optique est principalement utilisé dans les applications LiDAR et la vision industrielle. Selon le matériau du substrat, elles peuvent être utilisées avec des lasers de faible puissance de l'ordre du milliwatt, ainsi qu'avec des lasers de puissance élevée de plusieurs kilowatts.

Le module DeepCleave de Holo/OR est une solution entièrement optique pour les applications de découpe dans des matériaux transparents, tels que les écrans plats pour téléphones portables. Il focalise un laser incident monomode sur un point ayant un waist d'environ 1,8 µm sur toute la plage de profondeur de champ (1-2 mm en général).

Sans objectifs supplémentaires ou autres optiques à coût élevé, le spot focalisé atteint l'équivalent d’un objectif d’ouverture numérique de 0,35. Contrairement aux éléments de mise au point étendus standard de l'Holo/Or, DeepCleave présente une distribution d'intensité constante le long de la zone de mise au point. Il nécessite un faible M² et une taille de faisceau d'entrée précise.

Des profils de faisceaux symétriques et asymétriques peuvent être créés à l’aide d’un élément diffractif plat.

Les matrices de microlentilles (MLA) sont généralement utilisées pour l’homogénéisation et la formation de faisceaux laser, par exemple lorsqu’il s’agit d’injecter la lumière dans une fibre. Elles sont composées de nombreuses microlentilles disposées en rectangle ou en hexagone. Les MLA distribuées par LASER COMPONENTS sont dotées d’un revêtement antireflet. Par conséquent, elles résistent également aux puissances de laser élevées comme celles utilisées dans la technologie médicale ou pour les lasers industriels.