Strahlformung
Unkomplizierte Gauß zu Top-Hat Laserstrahlformung.
Laserstrahlformung mit Asphären
Mit dem a|TopShape, a|AiryShape und a|SqAiryShape aus dem Laser Beam Shaping Sortiment bietet asphericon effiziente Top-Hat Beam Shaper für maximale Ergebnisse in allen Laseranwendungen. Auf asphärischen Optiken basierend, ermöglichen die modularen Komponenten die unkomplizierte Transformation Gaußscher Laserstrahlen in verschiedene runde und quadratische Top-Hat Profile. Dank präzisester Fertigungstechnik überzeugen die Laserstrahlformer mit einer Strahlqualität auf höchstem Level und sind vielfältig einsetzbar.
a|TopShape
Der a|TopShape ist ein innovativer Strahlformer, der kollimierte Gaußstrahlen in leicht vergrößerte (M ≈ 1,5) kollimierte Top-Hat Strahlen mit gleichmäßiger Intensitätsverteilung umwandelt. Er überzeugt mit seiner kompakten Bauweise und einer herausragenden optischen Qualität (Beam Uniformity < 0.1). Der Laserstrahlformer deckt einen großen Spektralbereich (320 nm - 1600 nm) ab, akzeptiert unterschiedliche Eingangsstrahldurchmesser bis zu ±10% und erzeugt ein stabiles Strahlprofil für mindestens 300 mm.
Mit Hilfe der LongDistance Variante, a|TopShape LD, können sogar homogene Strahlprofile in einem Arbeitsabstand von bis zu 1,5 m erreicht werden. Mit dem neuen a|TopShape LDX, kann das Strahlprofil durch Anpassung des Eingangsstrahldurchmessers auf große Arbeitsabstände von bis zu 3 m verschoben werden. Da der effektive Arbeitsabstand bei einer nachfolgenden Reduzierung der Strahlgröße abnimmt, eignen sich a|TopShape LD und LDX besonders für Anwendungen, die kleinere Strahldurchmesser erfordern. Für Anwendungen mit geringeren Homogenitäts-Anforderungen an das Strahlprofil, sind noch größere Arbeitsabstände realisierbar (siehe dazu Abschnitt Flexibilität).
a|TopShape
a|TopShape LD
a|TopShape LDX
Spezifikationen
- Ausgezeichnete optische Qualität (Beam Uniformity bis zu 0,05) ohne Leistungsverluste
- Großer Spektralbereich (320 nm bis 1600 nm) und geeignet für Multi-Wellenlängen-Anwendungen
- Propagationslänge/Propagation depth (bei Beam Uniformity < 0,1):
- a|TopShape mindestens 300 mm
- a|TopShape LD bis zu 1,5 m
- a|TopShape LDX mindestens 1,5 m, verschiebbar auf größere Arbeitsabstände bis mind. 3 m
- Eingangsstrahldurchmesser:
- @ 1/e2 = 10 mm (± 10%) für a|TopShape & a|TopShape LD
- @ 1/e2 = 10,0 - 10,4 mm für a|TopShape LDX
- Ausgangsstrahldurchmesser @ FWHM = zwischen 15,2 mm und 15,7 mm
- Laserzerstörschwelle: 12 J/cm2, 100 Hz, 6 ns, 532 nm, 532 nm
Für Anwendungen mit höheren Laserleistungen fragen Sie bitte nach einer V-Beschichtung. Kontaktieren Sie uns für ein individuelles Angebot.
Technische Dimensionen [mm]
Flexibilität
Das besondere Merkmal von a|TopShape LD und LDX ist ihre lange und stabile Ausbreitungsdistanz. Die folgende Abbildung zeigt die Intensitätsverteilung bei einem Arbeitsabstand von 100 mm, 800 mm, 1500 mm und 3200 mm. Sie ist durch eine Beam Uniformity von 0,05 bis zu 1500 mm für beide Strahlformer gekennzeichnet. Durch Variation des Eingangsstrahldurchmessers, kann für den TopShape LDX eine Strahlhomogenität (Beam Uniformity) von 0,06 sogar bis zu 3200 mm gewährleistet werden.
Der a|VariColl ist aufgrund seines flexiblen Ausgangsdurchmessers der ideale Kollimator zur Verschiebung des Arbeitsbereichs des a|TopShape LDX. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Faserkollimation & Faserkopplung.
Wellenlängenbereich
Abgedeckter Wellenlängenbereich des Laserstrahlformers a|TopShape für die Designwellenlängen [nm] 355, 632 und 1064 sowie a|TopShape LD und LDX für die Designwellenlängen [nm] 355, 405, 532, 632, 780 und 1064.
Vorteile von Top-Hat-Intensitätsverteilungen
Strahlformung spielt, z.B. bei Anwendungen in der Lasermaterialbearbeitung und Mikroskopie (z.B.Fluoreszenzmikroskopie), eine wichtige Rolle. Meist werden in Laseranwendungen gaußförmige Strahlprofile genutzt. Diese weisen im Hinblick auf die Verteilung ihrer Intensität Schwächen auf. Mit homogenen Intensitätsverteilungen, sog. Top-Hats, lassen sich deutlich bessere Ergebnisse erzielen als mit Gaußschen Profilen. Sie ermöglichen z.B. eine hohe Kantensteilheit des Laserstrahls und damit Qualität einer Schneidekante oder auch eine gleichmäßige Ausleuchtung. Profitieren auch Sie für Ihre Anwendung von der einfachen Handhabung und wandeln Sie Gauß-Profile in kollimierte oder fokussierte Top-Hat-Intensitätsverteilungen um.
a|AiryShape & a|SqAiryShape
Weitere Beam Shaper, optimiert für Wellenlängen von 300 nm bis 1600 nm, sind der a|AiryShape und der a|SqAiryShape. Der a|AiryShape ermöglicht in Kombination mit einer Fokussierlinse die Umwandlung von kollimierten Gaußstrahlen in verschiedene fokussierte Strahlprofile (z.B. Top-Hat, Donut).
Sie möchten quadratische Top-Hat Profile im Fokus erzeugen? Kein Problem mit dem a|SqAiryShape. Dieser Laserstrahlformer von asphericon erzeugt in Kombination mit einer Fokussierlinse aus kollimierten Gaußstrahlen verschiedene fokussierte quadratische Strahlprofile (z.B. Top-Hat, Donut). Beide Beam Shaper überzeugen durch ihr kompaktes Design (nur 17,3 mm Länge) und lassen sich einfach in bestehende Anwendungssetups integrieren. Ihr Arbeitsabstand kann in Abhängigkeit der verwendeten Fokussierlinse extrem verringert werden. Beispielsweise kann schon die Integration eines a|SqAiryShapes zusammen mit einer Linse der Brennweite 200 mm sowie einem a|BeamExpander die Gesamtbaulänge um 25% reduzieren.
Spezifikationen & Technische Dimensionen [mm]
- Erzeugung verschiedener Strahlprofile
- Profilgröße leicht skalierbar durch Brennweite
- Optimiert für Wellenlängen von 300 nm bis 1600 nm
- Einfache Integration in bestehende Set-ups
- Perfekte Ausrichtung durch hochpräzise Fassung
- Kompaktes Design
- Eingangsstrahldurchmesser @ 1/e2 = 10 mm; Ausgangsstrahldurchmesser dAiry = 10 mm
- Laserzerstörungsschwelle: 12 J/cm2, 100 Hz, 6 ns, 532 nm
Leistung und Flexibilität
In den folgenden Abbildung sind normierte Strahlprofilabschnitte entlang ihrer Ausbreitungsrichtung (z-Achse) in einem Diagramm zusammengefasst. Der erfasste Bereich beträgt ± 1,5 mm um die Strahltaille. Darüber hinaus werden die entsprechend interessantesten Intensitätsprofile in den verschiedenen Arbeitsebenen als 2D- und Querschnittsdiagramme dargestellt. Beide Diagramme der charakteristischen Strahlprofile wurden mit der a|AirShape (λ = 635 nm) erzeugt. Durch das Funktionsprinzip des a|AiryShape ist es möglich, nicht nur ein Top-Hat-Strahlprofil in der Fokusebene einer Fokussierlinse zu erzeugen, sondern verschiedene Profile in unterschiedlichen Arbeitsabständen. Die Erzeugung der dargestellten Strahlprofile hängt von der Eingangsstrahlqualität ab. Für optimale Ergebnisse ist ein perfekter kollimierter Strahl mit minimierten Wellenfrontfehlern erforderlich.
Die Abbildung rechts zeigt Strahlprofilquerschnitte des a|SqAiryShape (λ = 1064 nm), sowie dessen Intensitätsprofile in den verschiedenen Arbeitsebenen. Der erfasste Bereich beträgt ± 6 mm um die Strahltaille. Aufgrund des Funktionsprinzips des a|SqAiryShape wird nicht nur ein quadratisches Top-Hat-Profil im Fokusbereich erzeugt, sondern eine Vielzahl von Profilen mit vierfacher Symmetrie. Auch beim a|SqAiryShape hängt die Erzeugung der Strahlprofile von der Qualität des Eingangsstrahls ab. Für bestmögliche Ergebnisse ist ein perfekter kollimierter Strahl mit minimierten Wellenfrontfehlern erforderlich.
Wellenlängenbereich
Abgedeckter Wellenlängenbereich des Strahlformers a|AiryShape für die Designwellenlängen [nm] 355, 532, 632, 780, 1064.
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