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.
NEU: Entdecken Sie außerdem das neuste Produkt der asphericon Strahlformerserie - den a|TopHat Tune Circle zur Formung runder Top-Hat Profile mit Strahldurchmessern von 1 bis 10 mm.
Überzeugen Sie sich selbst und erfahren Sie mehr in unseren Produktvideos:
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).
Spezifikationen
- Erzeugung kollimierter Top-Hat Profile
- 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.
a|TopShape
a|TopShape LD
a|TopShape LDXTechnische 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, 1000 mm, 3000 mm und 4000 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
Spezifikationen & Technische Dimensionen [mm]
- Erzeugung verschiedener Strahlprofile im Fokus
- 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.
a|TopHat Tune Circle
Der a|TopHat Tune Circle erzeugt als neuestes Produkt der asphericon Strahlformerserie runde Top-Hat Profile mit Strahldurchmessern von 1 bis 10 mm. Er lässt sich unkompliziert mit Fokussierlinsen verschiedener Brennweiten kombinieren und ermöglicht dadurch eine flexible Anpassung des Arbeitsabstandes und des Top-Hat-Durchmessers. Dies macht ihn zu einem wirkungsvollen Werkzeug für die Lasermaterialbearbeitung und andere anspruchsvolle Anwendungen.
Durch einfaches Auswechseln der Fokussierlinse lässt sich die Größe des Strahldurchmessers verändern, ohne dass die Qualität des Strahlprofils beeinträchtigt wird. Diese Anpassungsfähigkeit macht den Strahlformer besonders vielseitig. Optimiert für Wellenlängen von 300 bis 1600 nm, garantiert der a|TopHat Tune Circle durch seine hochpräzise Fassung eine perfekte Ausrichtung innerhalb des Anwendungs-Set-ups. Er überzeugt zudem durch eine hervorragende Beam Uniformity. Wie in der u.s. Intensitätsverteilungsmessung zu sehen, erzeugt das Strahlformungssystem gleichmäßige Intensitätsprofile. Darüber hinaus passt es mit einem Außendurchmesser von 30 mm mühelos in jeden Standardhalter, wie zum Beispiel den a|VariMount, und ist sofort einsatzbereit, sobald es mit einer Fokussierlinse verbunden wird.
Spezifikationen & Technische Dimensionen [mm]
- Optimiert für Wellenlängen von 300 nm bis 1600 nm
- Eingangsstrahldurchmesser 10 mm @1/e2
- Profilgröße unkompliziert skalierbar durch Brennweite (z.B. in Kombination mit einer Fokussierlinse mit EFL 75 mm weist der Ausgangs-Top-Hat einen Durchmesser von 8 mm @FWHM im Arbeitsabstand von 75 mm auf)
- Konstruktionsabstand zwischen Strahlformer und Fokussierlinse: 17 mm (ideal für die Kombination mit a|MountedAspheres von asphericon)
- Laserzerstörschwelle: 12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm
Für Anwendungen mit höheren Laserleistungen fragen Sie bitte nach einer V-Beschichtung. Kontaktieren Sie uns für ein individuelles Angebot
Flexibilität
Der a|TopHat Tune Circle überzeugt durch eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung runder Top-Hat Profile. Wie in der Abbildung unten rechts dargestellt, kann der Strahlformer mit Fokussierlinsen unterschiedlicher Brennweiten (im Beispiel 50 mm, 75 mm und 100 mm) verwendet werden, wodurch sich Arbeitsabstand und Profildurchmesser verändern lassen. Dies macht den a|TopHat Tune Circle zu einem vielseitigen Werkzeug für Anwendungen, die unterschiedliche Strahldurchmesser mit gleichbleibender Qualität erfordern. Das Diagramm unten links zeigt, wie sich der Top-Hat-Durchmesser in Abhängigkeit von der effektiven Brennweite (EFL) verändert.
Für optimale Ergebnisse empfehlen wir, den a|TopHat Tune Circle mit gefassten Asphären von asphericon zu verwenden. Diese Optiken sind dank ihres Montagekonzepts präzise ausgerichtet und unkompliziert zu integrieren. Durch einfaches Aufschrauben der Linse ist der Strahlformer einsatzbereit und erzeugt hochpräzise Top-Hat-Profile bei minimalem Einrichtungsaufwand. Diese nahtlose Kompatibilität erhöht den Komfort und die Zuverlässigkeit innerhalb des Set-ups und macht den Strahlformer zu einer erstklassigen Wahl auch für anspruchsvolle optische Anwendungen.
Leistung
Die hohe Leistungsfähigkeit des a|TopHat Tune Circle zeigt sich besonders in seiner Beam Uniformity. Hier abgebildet ist die simulierte Intensitätsverteilung eines a|TopHat Tune Circle mit der Designwellenlänge 780 nm zusammen mit einer Fokussierlinse. Zu sehen ist ein Profil mit gleichmäßiger Energiedistribution, wie es z.B. in der Materialbearbeitung oder beim Laserschneiden für die Erzeugung präziser Ergebnisse (z.B. Schnittkanten) unerlässlich ist.
Mit einem Außendurchmesser von 30 mm ist der a|TopHat Tune Circle so konzipiert, dass er in jeden Standardhalter, wie z.B. den a|VariMount, passt. Dieser Plug-and-Play-Ansatz ermöglicht neben einer einfachen Integration in bestehende Systeme mit minimalen Einrichtungsaufwand auch eine höhere Effizienz und reduzierte Ausfallzeiten. Darüber hinaus gewährleistet die Konstruktion des Strahlformers eine lange Haltbarkeit und zuverlässige Leistung.
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