BeamShaping
Tvarování laserového svazku pomocí asfér
S produkty a|TopShape, a|AiryShape a a|SqAiryShape z řady pro tvarování laserových svazků nabízí společnost asphericon účinnou řadu komponentů s top hat tvarem pro dosažení maximálních výsledků ve všech laserových aplikacích. Tyto modulární komponenty založené na asférické optice umožňují jednoduchou transformaci Gaussových laserových paprsků do různých kulatých a čtvercových top hat profilů. Díky vysoce přesné výrobní technologii se tyto tvarovače laserových paprsků vyznačují bezkonkurenční kvalitou paprsku a lze je použít v různých aplikacích.
Vstupní a výstupní svazek je libovolně škálovatelný. Jejich široký spektrální rozsah (300-2 500 nm) je vhodný pro aplikace v metrologii, mikroskopii a zpracování materiálů. Model a|TopShape (pro profily paprsku do 300 mm, k dispozici ve verzi LongDistance (LD) pro vzdálenost až 1,5 m a také model LDX pro 1,5 m a pohyblivý pro větší pracovní vzdálenosti), a|AiryShape a a|SqAiryShape lze použít nejen s kolimovaným laserovým paprskem, ale také s vláknovým zdrojem. Navzdory svým kompaktním rozměrům poskytují tyto beam shapery vynikající optickou kvalitu. Díky jejich modulární konstrukci a koncepci montáže společnosti asphericon se snadno připojitelnými šroubovými závity a velkým výběrem adaptérů lze tyto tvarovače laserového paprsku jednoduše připojit bez dalších úprav. Navíc se snadno používají a lze je snadno integrovat do stávajících sestav. Navíc je lze kombinovat s dalšími komponenty pro rozšíření paprsku. Vysoce přesná instalace těchto beam shaperů umožňuje jejich dokonalé zarovnání v rámci dráhy svazku.
a|TopShape
a|TopShape je inovativní beam shaper, který transformuje kolimovaný Gaussův svazek na mírně zvětšený (M ≈ 1,5) kolimovaný top hat svazek s rovnoměrným rozložením intenzity. Vyznačuje se kompaktní konstrukcí a vynikající optickou kvalitou (rovnoměrnost svazku < 0,1). Pokrývá široký spektrální rozsah (320-2 500 nm), akceptuje různé průměry vstupního svazku až do ±10 % a generuje stabilní profil svazku na vzdálenost nejméně 300 mm. Pomocí verze LongDistance (a|TopShape LD) lze dosáhnout homogenního profilu svazku i na pracovní vzdálenost až 1,5 m. S novou verzí a|TopShape LDX lze nastavením průměru vstupního svazku posunout profil svazku na velké pracovní vzdálenosti až 3 m. Vzhledem k tomu, že se zmenšující se velikostí svazku klesá efektivní pracovní vzdálenost, jsou a|TopShape LD a LDX vhodné zejména pro aplikace vyžadující menší průměry svazku. Pro aplikace, kde homogenita profilu paprsku není tak zásadní, je možné použít i delší pracovní vzdálenosti (viz Flexibilita).
- Vynikající optická kvalita (rovnoměrnost svazku až 0,05) bez poklesu výkonu
- Široký spektrální rozsah (320-2 500 nm) a vhodnost pro aplikace s více vlnovými délkami
- Pracovní vzdálenost (s rovnoměrností paprsku < 0,1):
- a|TopShape: Minimálně 300 mm
- a|TopShape: LD až 1.5 m
- a|TopShape LDX: Nejméně 1.5 m – lze posunout na delší pracovní vzdálenost nejméně 3 m
- Průměr vstupního paprsku:
- @ 1/e² = 10 mm (± 10%) pro a|TopShape a a|TopShape LD
- @ 1/e² = 10.0–10.4 mm pro a|TopShape LDX
- Průměr výstupního svazku@ FWHM = mezi 15.2 mm a 15.7 mm
- Práh poškození laserem: 12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm, 532 nm
Pro aplikace s vyšším výkonem laseru vám doporučujeme prozkoumat naše možnosti V-coating. Obraťte se na nás a získejte individuální řešení na míru vašim potřebám.
Následující zobrazení ukazuje měřenou vlnoplochu po projití 14 povrchy, mezi nimi sedmi asférami (vlevo) a profil svazku po projití 12 povrchy, mezi nimi šesti asférami, v pracovní vzdálenosti 100 mm (vpravo). Z toho vyplývající RMS vada vlnoplochy 0,05 λ, která odpovídá Strehlovu kritériu 0,9, prokazuje velmi vysokou optickou kvalitu. Z toho vyplývající Beam Uniformity 0,1 a ISO Edge Steepness 0,4 to pouze podtrhují.
Zvláštním rysem a|TopShape LD je dlouhá a stabilní rozptylová vzdálenost. Zobrazení vpravo ukazuje rozložení intenzity při pracovní vzdálenosti 1500 mm. Vykazuje se ISO homogenitou svazku (Beam Uniformity) 0,1.
Klíčovou vlastností TopShape LD a LDX je jejich dlouhá a stabilní pracovní vzdálenost. Následující obrázek ukazuje rozložení intenzity při pracovních vzdálenostech 100 mm, 800 mm, 1500 mm a 3200 mm. Obě se vyznačují rovnoměrností svazku 0,05 až do 1500 mm. Změnou průměru vstupního paprsku lze u zařízení TopShape LDX zaručit rovnoměrnost svazku 0,06 až do 3200 mm.
Díky flexibilnímu výstupnímu průměru je a|VariColl ideálním kolimátorem pro posunutí pracovního rozsahu a|TopShape LDX. Další informace naleznete v části Kolimace a spojování vláken.
Pokrytý rozsah vlnových délek laserového paprsku a|TopShape pro navrhnuté vlnové délky [nm] 355, 632 a 1064 a a|TopShape LD a LDX pro navrhnuté vlnové délky [nm] 355, 405, 532, 632, 780 a 1064.
Tvarování svazku hraje důležitou roli např. u aplikací v opracování materiálů laserem a v mikroskopii. Většinou jsou v laserových aplikacích využívány Gaussovské profily svazků. Ty vykazují vzhledem k rozložení své intenzity slabiny. S homogenním rozložením intenzity, tzv. Top-Hat, se dá dosáhnout zřetelně lepších výsledků než s Gaussovskými profily. Umožňují např. vyšší strmost hrany laserového svazku a tím kvalitu řezné hrany nebo také rovnoměrné osvětlení. Profitujte u vaší aplikace také z jednoduché manipulace a přeměňujte Gaussovské profily na kolimované nebo zaostřené rozložení intenzity Top-Hat.
Kvantitativní analýzy v oblasti fluorescenční mikroskopie podporované laserem jsou velmi náročné, když jsou založeny na nerovnoměrně osvětlených Gaussovských profilech svazků. Použití a|TopShape může v tomto případě pomoci. Přeformování Gaussovského svazku v rámci set-upu mikroskopie na homogenní profil Flat-Top zajišťuje rovnoměrné osvětlení nosiče objektu a tím lépe čitelné zobrazení.
Zjistěte si více o aplikaci a|TopShape v zobrazovací fluorescenční mikroskopii v článku od I. Khaw et. al. od CREOL, který vám je k dispozici ke stažení.
Optika beam shaping k vytváření kolimovaných svazků Top-Hat skladem.
a|AiryShape
Další modulátor svazků Beam Shaper, který je optimalizován pro vlnové délky od 300 nm do 1600 nm, je a|AiryShape. Ten umožňuje v kombinaci se zaostřovací čočkou přeměnu kolimovaného Gaussovského svazku v různých zaostřených profilech svazků (např. Top-Hat, Donut). Díky svému kompaktnímu konstrukčnímu provedení se dá a|AiryShape bez problému integrovat do stávajících set-upů.
- Vytváření různých profilů svazků
- Velikost profilu lehce škálovatelná přes ohniskovou vzdálenost
- Optimalizovaný na vlnové délky od 300 nm do 1600 nm
- Jednoduchá integrace do stávajících set-upů
- Perfektní vycentrování díky vysoce přesným objímkám
- Kompaktní design
- Průměr vstupního svazku @ 1/e2 = 10 mm; průměr výstupního svazku dAiry = 10 mm
- Práh poškození způsobeného laserem: 12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm
V následujícím zobrazení jsou shrnuty normované úseky profilů svazků podél svého směru šíření (osa z) do grafu. Pokrývaný rozsah činí ± 1,5 mm okolo průměru svazku. Navíc jsou znázorněny odpovídajícím způsobem nejzajímavější profily intenzity v různých pracovních úrovních jako 2D a v grafech průřezů. Oba grafy charakteristických profilů svazků byly vytvořeny prostřednictvím a|AirShape (λ = 635 nm). Díky principu funkce a|AiryShape je možné vytvořit nejen profil svazku Top-Hat v rovině ohniska zaostřovací čočky, nýbrž také různé profily v různých pracovních vzdálenostech. Vytvoření znázorněných profilů svazků závisí na kvalitě vstupního svazku. Pro optimální výsledky je třeba perfektně kolimovaný svazek s minimalizovanými vadami vlnoplochy.
Pokrytý rozsah vlnových délek a|AiryShapes pro designované vlnové délky [nm] 355, 532, 632, 780, 1064.
V laserovém opracování materiálů poskytuje vedle optimalizace parametrů laseru a opracování přizpůsobení rozložení intenzity velký potenciál pro vysoce přesné výsledky (např. rovnoměrné řezné hrany). Ve spolupráci s institutem pro výzkum materiálů Otto-Schott-Institut für Materialforschung (OSIM) v Jeně analyzovala společnost asphericon různá rozložení intenzity vytvářená a|AiryShape, co se týká jejich vhodnosti k opracování materiálů s femtosekundovými lasery na mikro- a nanostupnicích, jako např. řezání, značení a generování laserem indukovaných periodických povrchových struktur. Všechny výsledky vám jsou k dispozici v článku A. Möhla et. al. zde ke stažení.
Kompaktní beam shaper pro profily Top-Hat v e-shopu
![[Translate to Czech:] Compact beam shaper a|SqAiryShape](/fileadmin/_processed_/2/5/csm_Webshop_sqairyshape_e96711ef8e.jpg "[Translate to Czech:] a|SqAiryShape for beam shaping of different focused squared profiles (e.g. Top-Hat, Donut).")
a|SqAiryShape
Chcete vytvořit Top-Hat profil se čtvercovým průřezem v ohnisku? S a|SqAiryShape žádný problém. Nejnovější tvarovač svazku od firmy Asphericon vytváří v kombinaci se zaostřovacími čočkami čtvercový průřez svazku (např. Top-Hat, Donut) na rozdíl od kolimovaného Gaussovského svazku. Optimalizovaný pro vlnové délky v rozsahu od 300 nm do 1600 nm, tento tvarovač svazku také ohromí kompaktní velikostí ( pouze 17,3 mm na délku) a může být lehce zahrnut již do existujících setupů. Pracovní vzdálenost může být velmi zkrácená v závislosti na použitých zaostřovacích čočkách. Pro představu použití a|SqAiryShape společně s čočkou s ohniskovou vzdáleností 200 mm a a|BeamExpander zmenší pracovní vzdálenost o 25%.
- Vytvoření různých čtvercových profilů svazků
- Velikost profilu upravitelná pomocí ohniskové vzdálenosti
- Optimalizované pro vlnové délky od 300 nm do 1600 nm
- Jednoduchá integrace do existujících uspořádání
- Skvělé vyrovnání díky vysoce přesným objímkám
- Vstupní průměr svazku @ 1/e2 = 10 mm; výstupní průměr svazku dAiry = 10 mm
- Práh poškození způsobeného laserem: 12 J/cm2, 100 Hz, 6 ns, 532 nm
Na následující obrázku je ukázán výběr profilu svazku pomocí a|SqAiryShape (λ = 1064nm) a jejich intenzitní profily v různých pracovních rovinách. Díky principu funkce a|SqAiryShape není pouze jeden čtvercový Top-Hat profil generován v ohniskové oblasti, ale více profilů se čtyřnásobnou symetrií. Generování všech profilů svazu zobrazených na obrázku závisí na kvalitě vstupního svazku. Pro optimální výsledky je nutné použití kolimovaného svazku s minimalizovanými aberacemi vlnoplochy.
Na základě BeamTuning optických elementů pokryje a|SqAiryShape široký rozsah vlnových délek pro vaše náročné aplikace.
Compact beam shapers for round and squared focused Top-Hat profiles in our webshop
![[Translate to Czech:] Individual set compilations for beam shaping and expansion](/fileadmin/_processed_/e/5/csm_Product_BeamBox_4640ae4bff.jpg "[Translate to Czech:] Beam shaping and expansion products in an individual box")
a|BeamBox
Zkombinujte produkty BeamShaping od společnosti asphericon s MountedOptics a/nebo produkty BeamExpansion vhodné k vašim účelům – také pro vysoce výkonné lasery. Pro lepší přehled jsme vyvinuli již různé kombinace a|BeamBoxů. Produkty a|BeamBox “TopShape” a “AiryShape” kombinují rozšiřování a tvarování svazku.
- a|BeamBox k vytváření kolimovaných svazků Top-Hat
- Kombinuje až pět rozšiřovačů a|BeamExpander, a|TopShape a a|AspheriColl s vhodnými adaptéry a|Adapter a MountedOptics
- Designované vlnové délky: 355 nm, 632 nm a 1064 nm
- Aplikace: měřicí technika, mikroskopie
- a|BeamBox k vytváření různých profilů svazku (např. Top-Hat, Donut)
- Kombinuje až šest rozšiřovačů a|BeamExpander, a|AiryShape a a|AspheriColl s vhodnými adaptéry a|Adapter a a|MountedAspheres
- Designované vlnové délky: 355, 532, 632, 780 a 1064 nm
- Aplikace: opracování materiálů
Kombinujte a|BeamExpander, a|Waveλdapt, a|TopShape, a|AiryShape a a|AspheriColl s adaptéry a|Adapter (intra-system a cross-system) a MountedOptics individuálně a způsobem vhodným pro vaše aplikace. Téměř každá kombinace je možná! Kontaktujte nás.
Asférický Beam Shaper a Beam Expander od společnosti asphericon
STRUKTUROVÁNÍ POVRCHU INDUKOVANÉ LASEREM S TOP HAT ROZLOŽENÍM INTENZITY
Referenční projekt
Detaily projektu
Gaussovská rozložení intenzity jsou s oblibou používána ke strukturování povrchů, vykazují však slabiny, co se týká jejich kvality. Intenzita směrem k okraji klesá a způsobuje nehomogenity. Ve spolupráci s institutem výzkumu materiálů Otto-Schott-Institut für Materialforschung (OSIM) v Jeně analyzovala společnost asphericon vlivy rozložení intenzity Top-Hat generované tvarovačem svazků a|AiryShape, co se týká jejich vhodnosti k vytváření laserem indukovaných periodických povrchových struktur (LIPSS, z anglického označení „laser-induced periodic surface structures") na ušlechtilé oceli.
Realizace projektu
- Kompaktní tvarovač svazků ke generování zaostřeného svazku Top-Hat
- Zdvojnásobení rychlosti skenování
- Redukce času zpracování o dvojnásobek při konstantní kvalitě povrchového vzoru
Learn more
ZLEPŠENÉ OPRACOVÁNÍ MATERIÁLŮ LASEREM DÍKY TVAROVÁNÍ SVAZKŮ
Referenční projekt
Detaily projektu
Ačkoliv mohou být Gaussovská rozložení intenzity použita k realizaci menších velikostí struktur přímým úběrem materiálu, existují zde slabiny, co se týká hloubky úběru a jeho kvality. Díky tvaru profilu intenzita na okrajích svazku klesá a způsobuje nehomogenní ablace. Ve spolupráci s výzkumným institutem Otto-Schott-Institut für Materialforschung (OSIM) v Jeně analyzovala společnost asphericon různá zaostřená rozložení intenzity (např. Top-Hat, Donut), co se týká jejich vhodnosti k opracování materiálů femtosekundovými lasery v mikro a nano rozsahu.
Realizace projektu
- Kompaktní tvarovač svazku k vytváření různých profilů svazků v ohnisku (Top-Hat, Donut, Beam waist) v různých pracovních rovinách
- Zvětšení šířek kanálků a menší ablační hloubky z důvodu homogenního rozložení pulzační energie na větší oblast
Plakát projektu
TVAROVÁNÍ SVAZKŮ PRO OPTIMALIZOVANOU VÝROBU
Referenční projekt
Detaily projektu
Aditivní výrobní postupy jako roztavení tenké vrstvy práškového materiálu jsou pro výrobu komplexních dílů s vysokým stupněm automatizace stále oblíbenější. Díky přesnému vedení laserového svazku umožňují flexibilní nanášení po vrstvách, např. chladicích kanálů nebo binomických struktur. Limitujícím faktorem přitom však je čas. Hybridní procesy kombinují méně komplexní konvenčně vyráběné struktury s jemnými přídavně vyráběnými strukturami vytvářenými laserovým svářením. Tento způsob výroby se používá v ifw Jena. K vytvoření homogenních svarů zde byly v úzké spolupráci s asphericon k optimalizaci tvarování svazku v ohnisku nasazeny produkty BeamTuning.
Realizace projektu
- Integrace rozšiřovačů a|BeamExpander (k rozšiřování svazku) a a|AiryShape (vytváření různých zaostřených profilů, např. Top-Hat, Donut) ve stávající systémové technice
- Zlepšení stability procesu, jakož i procesu odplyňování k vytváření vysoce kvalitních, neporézních a plynotěsných svarů (bez okrajových a kořenových zářezů)
- Redukce rozstřiků a výrobních časů
Plakát projektu
TVAROVAČ SVAZKŮ PRO FLUORESCENČNÍ MIKROSKOPII
Referenční projekt
Detaily projektu
Kvantitativní analýzy v rámci zobrazovací fluorescenční mikroskopie na bázi laseru se dají velmi obtížně provádět, neboť jsou nosiče objektů Gaussovskými profily pouze nerovnoměrně osvětlené. Nerovnoměrné osvětlení vede k nepravidelné aktivaci molekul (čím dále vzdálené od centra osvětlení, tím menší fluorescence) a skládané obrazy ztrácí svoji vypovídací hodnotu díky ztmavlým okrajům. College of Optics and Photonics při University of Central Florida (CREOL) pracovala na dalším vývoji set-upu mikroskopu na bázi laseru k rovnoměrnému osvětlení při využití prvků tvarování svazků. Asphericon poskytl tvarovače svazků a|TopShape a a|BeamExpander.
Realizace projektu
- a|TopShape a a|BeamExpander umožňují transformaci Gaussovského svazku na plochý TopHat profil a tím rovnoměrné osvětlení nosiče objektu
- Homogenita osvětlení: > 95 %
Plakát projektu
PŘESNÉ MODULY K ROZŠIŘOVÁNÍ SVAZKU A TVAROVÁNÍ SVAZKU LASERŮ PRO NEJRŮZNĚJŠÍ APLIKACE – ASPHERICON BEAMTUNING
Objevte neomezené kombinační možnosti a|TopShape a a|AiryShape s jinými prvky BeamTuning. Nezbytnou flexibilitu zajišťují adaptéry a|Adapter – kombinovatelnost s ostatními systémy (např. Owis, Edmund Optics, Qioptiq) je bez problému možná. K vhodnému rozšíření laserového svazku nebo také ke zkrácení pracovní vzdálenosti využijte pro vaše aplikace a|BeamExpander a MountedOptics. Oba tvarovače svazku jsou v různých kombinacích k dostání jako praktické a cenově optimalizované a|BeamBoxy.
Chcete vypočítat průměr svazku a/nebo rozšíření svazku vašeho laseru? Využijte k tomu konfigurátor a|BeamExpander konfigurátor a získejte požadované výsledky na základě rozšíření, počtu rozšiřovačů a|BeamExpander nebo kombinace z obojího.
asphericon GmbH
Stockholmer Str. 9
07747 Jena
phone +49 (0) 3641 3100 500
fax +49 (0) 3641 3100 501
sales[at]asphericon.com
Kontakty
Služby
Produkty
