
Beam Shaping
非球面激光束整形
通过激光束整形系列的a|TopShape、a|AiryShape和a|SqAiryShape,asphericon提供了高效的平顶光束整形器,可在所有激光应用中获得最佳效果。这些模块化组件基于非球面光学元件,可将高斯激光束直接转换成各种圆形和方形平顶轮廓。由于采用高精度制造技术,这些激光束整形器以无与伦比的光束质量著称,可用于各种应用。
光束整形器的输入和输出光束可自由缩放。其宽光谱范围(300-2,500nm)适合于计量、显微镜和材料加工应用。a|TopShape(适用于最大300mm的光束轮廓,可提供1.5m以下的LongDistance(LD)版本和1.5m的LDX型,可移动至更大的工作距离)、a|AiryShape和a|SqAiryShape不仅可与准直激光束一起使用,还可与光纤耦合光源一起使用。尽管尺寸紧凑,这些光束整形器仍能提供出色的光学质量。由于采用模块化设计和asphericon使用易于拧紧的螺纹和提供大量适配器的安装概念,激光束整形器无需进一步调整即可直接连接。此外,其使用简单,可以轻松集成到现有装置中。此外,其可以与额外光束扩展器部件相结合。这些光束整形器在支架上的高精度安装使其能够在光束路径内完美对准。

a|TopShape
a|TopShape是创新的光束整形器,可将准直高斯光束转换为强度分布均匀的略微放大(M≈1.5)准直平顶光束。其以紧凑设计和出色的光学质量而著称(光束均匀度<0.1)。激光束整形器覆盖较宽的光谱范围(320-2,500nm),接受高达±10%的不同输入光束直径,并产生至少300mm的稳定光束轮廓。使用LongDistance版本(a|TopShape LD),甚至可以在高达1.5m的工作距离内获得均匀的光束轮廓。使用新的a|TopShape LDX,通过调整输入光束直径,光束轮廓可以移动到最长3m的较大工作距离。由于有效工作距离随着光束尺寸减小而减小,所以a|TopShape LD和LDX特别适用于需要较小光束直径的应用。对于光束轮廓的均匀性不太重要的应用,也可能用于更长的工作距离(参见灵活性)。
- 出色的光学质量(光束均匀性高达0.05),性能不下降
- 较宽光谱范围(320-2,500nm),适合多波长应用
- 传播深度(光束均匀度<0.1):
- a|TopShape:至少300mm
- a|TopShape:LD可达1.5m
- a|TopShape LDX:至少1.5m–可以移动到至少3m的更长工作距离
- 输入光束直径:
- 对于a|TopShape和a|TopShape LD,@1/e²=10mm(±10%)
- 对于a|TopShape LDX,@1/e²=10.0–10.4mm
- 在@FWHM=在15.2mm和15.7mm之间时的输出光束直径
- 激光诱导损伤阈值:12J/cm²,100Hz,6ns,532nm、532nm
对于具有更高激光功率的应用,我们邀请您了解V涂层选项。联系我们,根据需求定制个性化解决方案。
下图显示了在100mm(右)的工作距离下,通过14个表面(包括7个非球面镜(左))后的测量波前和通过12个表面(包括6个非球面镜)后的光束轮廓。由此产生的RMS波前误差为0.05λ,对应于0.9的Strehl值,证明了非常高的光学质量。由此得到的0.1的光束均匀性和0.4的ISO边缘陡度强调了这一点。


TopShape LD的突出特点是传播距离长且稳定。右图显示了3000mm工作距离时的强度分布。它的特点是ISO光束均匀性为0.1。
TopShape LD和LDX的关键特征是其长而稳定的传播距离。下图显示了工作距离为100mm、800mm、1500mm和3200mm的强度分布其特征为具有0.05至1,500mm的光束均匀性。通过改变输入光束直径,TopShape LDX可以保证从0.06mm到3200mm的光束均匀性。
由于其灵活的输出直径,a|VariColl是改变a|TopShape LDX工作范围的理想准直器。欲了解更多信息,请参见光纤准直和光纤耦合。

激光束形成器的覆盖波长范围包括设计波长为355、632和1064[nm]的a|TopShape,以及设计波长为355、405、532、632、780和1064[nm]的a|TopShape LD和LDX。

光束整形具有重要的作用,例如在激光材料加工或显微术中的应用。高斯轮廓通常用于激光应用。它们在其强度分布方面存在弱点。使用均匀的强度分布,即所谓的平顶,可以获得比高斯轮廓明显更好的结果。例如,它们能够实现激光束的高边缘陡度,从而实现切割边缘的质量或均匀照明。从轻松处理您的应用程序中获益!使用Asphericon的光束整形镜将高斯激光轮廓转换成准直或聚焦的平顶强度分布。
如果基于不均匀照射的高斯光束轮廓,基于激光的宽场荧光显微术中的定量分析可能非常具有挑战性。在这种情况下,使用a|TopShape会有所帮助。显微镜设置内的高斯光束转换成均匀的平顶轮廓,确保显微镜载玻片的均匀照明,从而确保图像更容易阅读。
在来自CREOL的I. Khaw等人的一篇论文中了解有关a|TopShape在宽场荧光显微镜中的应用的更多信息,可在此下载
光束整形光学器件,用于直接生成准直平顶。

a|AiryShape
另一种针对300nm至1600nm波长优化的光束整形镜是a|AiryShape。这种光束整形元件与聚焦透镜相结合,可以将准直高斯光束转换为不同的聚焦光束轮廓(例如,平顶、Donut)。由于其紧凑的设计,a|AiryShape可以很容易地集成到在库的设置中。
- 不同光束轮廓的产生
- 轮廓尺寸可通过焦距轻松缩放
- 针对300nm至1600nm波长进行了优化
- 轻松集成到在库设置中
- 通过高精密度嵌入实现完美对准
- 紧凑型设计
- 输入光束直径@1/e 2=10mm; 输出光束直径d Airy=10mm
- 激光诱导损伤阈值:12J/cm²,100Hz,6ns,532nm
下图中,沿传播方向(z轴)的归一化光束轮廓截面总结在一张图表中。检测范围是光束腰位置附近1.5mm。此外,不同工作平面中相应的最值得关注的强度分布显示为2D和横截面图。特征光束轮廓的两个图均使用a|AiryShape(λ=635 nm)生成。根据a|AiryShape的工作原理,不仅可以在聚焦透镜的焦平面上生成一个平顶光束轮廓,还可以在不同的工作距离上创建各种轮廓,以提高灵活性。所示光束轮廓的生成取决于输入光束质量。为了获得最佳结果,需要具有最小波前像差的完美准直光束。

AiryShape以BeamTuning元件为基础,为您具有挑战性的应用覆盖广泛的波长范围。

除了优化激光和加工参数,聚焦强度分布的调整为激光材料加工中的高精密度结果提供了巨大潜力。与位于耶拿的Otto Schott材料研究所(OSIM)合作,asphericon分析了由a|AiryShape生成的各种定制强度分布,它们适用于在微米和纳米尺度上使用飞秒激光进行材料加工,例如切割、标记和生成激光诱导的周期性表面结构。所有结果都可以在A. Möhl等人的论文中下载。

在我们的网上商店为聚焦平顶轮廓的紧凑型光束整形镜

a|SqAiryShape
想在焦点区域创建方形的平顶轮廓吗?a|SqAiryShape没有问题。来自艾斯飞睿最新的光束整形器与聚焦透镜结合,产生不同于准直高斯光束的方形聚焦光束轮廓(例如平顶、环形)。该光束整形器的优化波长范围为300 nm至1600 nm,其紧凑的设计(长度仅为17.3 mm)也令人印象深刻,并且可以轻松地整合到现有的应用程序设置当中。根据使用的聚焦透镜,其工作距离可以大大缩短。将a|SqAiryShape与200毫米焦距的透镜和a|BeamExpander组合在一起,可以将总长度减少25%。
- 生成不同的方形光束轮廓
- 轮廓尺寸可根据焦距轻松调整
- 针对300 nm到1600 nm的波长进行了优化
- 易于集成到现有设置中
- 通过高精度安装实现完美对准
- 输入光束直径@1/e2=10 mm;输出光束直径=10 mm
- 激光诱导损伤阈值:12 J/cm²,100 Hz,6 ns,532 nm
下图显示了a|SqAiryShape(λ=1064nm)的光束剖面横截面,以及不同工作平面中的强度分布。由于a|SqAiryShape的工作原理,不仅在焦点区域生成了一个方形平顶轮廓,而且还生成了各种具有四重对称性的轮廓。从a|SqAiryShape生成所有显示的光束轮廓取决于输入光束的质量。为了获得最佳效果,需要一个波前像差最小的完美准直光束。

基于光束调谐(BeamTuning)元件,a|SqAiryShape可覆盖较宽的波长范围,满足您极具挑战性的应用。

我们网上商城提供可聚焦成圆形和方形平顶光束的紧凑型光束整形器
- a|BeamBox产生准直平顶光束
- 将最多五个a|BeamExpanders、a|TopShape和a|AspheriColl与匹配的a|Adapters和MountedOptics相结合
- 设计波长:355nm、632nm和1064nm
- 应用:计量、显微镜学
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将a|BeamExpander、a|Waveλdapt、a|TopShape、a|AiryShape和a|AspheriColl与a|Adapters(系统内和跨系统)和MountedOptics单独结合以满足您的要求。几乎所有产品都可以进行组合!请联系我们。
asphericon的非球面激光束整形镜和扩束镜
- 哨兵-4

具有定制聚焦强度分布的表面功能化(LIPSS)
客户参考
项目详细信息
高斯强度分布通常用于结构表面,但在质量方面存在缺陷。朝向边缘处强度会降低并导致不均匀性。与位于耶拿的Otto Schott材料研究所(OSIM)合作,asphericon分析了光束整形镜a|AiryShape产生的平顶强度分布对在不锈钢上产生激光诱导周期性表面结构(LIPSS)的适用性影响。
项目实现
- 用于产生聚焦平顶光束的紧凑型光束整形镜
- 扫描速度翻倍
- 在表面图案质量保持不变的情况下,加工时间缩短2倍

用光束整形改进激光材料加工
客户参考
项目详细信息
虽然高斯强度分布可用于通过直接去除材料来实现较小结构尺寸,但是在去除深度和质量方面存在缺点。由于轮廓的形状及光束边缘的强度降低,导致不均匀消融。与位于耶拿的Otto Schott材料研究所(OSIM)合作,asphericon分析了不同的强度分布(例如,平顶、Donut)在微米和纳米范围内利用飞秒激光进行材料加工的适用性。
项目实现
- 紧凑型光束整形镜,用于在不同的工作平面产生不同的聚焦光束轮廓(平顶、Donut、光束腰)
- 由于脉冲能量在更大面积上更均匀的分布,通道宽度增大,消融深度减小

用于优化激光焊接的光束整形光学器件
客户参考
项目详细信息
添加剂制造工艺(如基于粉末床的熔化)的使用越来越广泛,以生产自动化程度高的复杂部件。由于精密的激光束引导,它们能够形成一层层的柔性结构,例如冷却通道或二项式结构。然而,此处的限制因素是时间。混合工艺将不太复杂的传统制造结构与复杂的激光焊接附加结构相结合。其中,在ifw Jena使用了此类制造。在与asphericon的密切合作下,光束调谐产品在此用于产生均匀的焊缝,以优化焦点处的光束整形。
项目实现
- 将a|BeamExpander(用于光束扩展)和a|AiryShape(生成不同的聚焦轮廓,例如平顶、Donut)集成到在库系统技术中
- 改善工艺稳定性和脱气性能,以产生高质量、无孔隙和气密的焊缝(无边缘/根部切口)
- 减少飞溅和生产时间

用于荧光成像的光束整形镜
客户参考
项目详细信息
基于激光的宽场定量荧光显微镜的定量分析极具挑战性,因为高斯分布对载玻片的光照不均匀。不均匀光照导致分子的不规则激活(离光照中心越远,荧光越低),并且拼接图像由于边框变暗而失去有效性。中佛罗里达大学光学和光子学院(CREOL)致力于进一步开发基于激光的显微镜装置,利用光束整形元件实现均匀光照。asphericon为光束整形镜提供了a|TopShape和a|BeamExpander。
项目实现
- a|TopShape和a|BeamExpander能够将高斯光束转换成平顶轮廓,从而确保显微镜载玻片的均匀光照
- 光照均匀度:>95%
不同应用的精密光学模组-asphericon光束调谐
探索a|TopShape和a|AiryShape与其他BeamTuning元件的无限组合可能性,包括完美的光纤耦合激光解决方案。由a|Adapters提供必要的灵活性-很容易实现与其他系统(例如Owis、Edmund Optics、Qioptiq)的组合。使用a|BeamExpander和MountedOptics来扩展光束或缩短激光应用的工作距离。两种光束整形镜在实用又价格优化的a|BeamBox多种组合中均可使用。
关于可用波长和镀膜的信息请参见我们的网上商店。您还可以在此找到a|AiryShape的配套现货对焦透镜以及其他现成的光学透镜。