Strahlformung mit Asphären

Mit a|TopShape und a|AiryShape erweitert asphericon das BeamTuning Sortiment um zwei neuartige Strahlformer. Auf asphärischen Optiken basierend, ermöglichen die beiden modularen Komponenten die unkomplizierte Transformation Gaußscher Laserstrahlen in verschiedene Top-Hat Profile. Dank präzisester Fertigungstechnik überzeugen die Module mit Qualität auf höchstem Level und sind vielfältig einsetzbar.

Eingangs- und der Ausgangsstrahl beider Strahlformer sind frei skalierbar. Ihr großer Spektralbereich (300 nm bis 1600 nm) ermöglicht Anwendungen in den Bereichen Messtechnik, Mikroskopie oder Materialbearbeitung. a|TopShape und a|AiryShape können nicht nur mit einem kollimierten Laserstrahl, sondern auch mit einer fasergekoppelten Quelle eingesetzt werden. Bei kompakten Abmessungen bieten die Strahlformer eine herausragende optische Qualität. Dank ihres modularen Aufbaus und asphericons Montagekonzept sind a|TopShape und a|AiryShape leicht und ohne weitere Justierung zu verbinden. Hinzu kommen eine einfache Handhabung sowie die leichte Integrierbarkeit in bestehende Set-ups bzw. die Kombination mit zusätzlichen Strahlaufweitungskomponenten. Die hochgenaue Montage der optischen Elemente in ihrer Fassung ermöglicht die perfekte Ausrichtung der Strahlformer innerhalb des Strahlengangs.

a|TopShape

Der a|TopShape ist ein innovativer Strahlformer, der kollimierte Gaußstrahlen in kollimierte Top-Hat Strahlen umwandelt. Er überzeugt mit seiner kompakten Bauweise und einer unschlagbaren optischen Qualität (Homogenität > 95 %). a|TopShape deckt einen großen Spektralbereich ab, akzeptiert unterschiedliche Eingangsstrahldurchmesser und erzeugt ein stabiles Strahlprofil für mindestens 300 mm.

  • Ausgezeichnete optische Qualität (Homogenität > 95 %) ohne Leistungsverluste
  • Großer Spektralbereich (350 nm bis 2500 nm) und ideal für Multiwellenlängenanwendungen
  • Akzeptiert Änderungen im Eingangsstrahl-Durchmesser von bis zu 10 %
  • Stabiles Strahlprofil für mindestens 300 mm (mit Inhomogenität < 10 %)
  • Extrem kurze Gesamtbaulänge (92,3 mm)
  • Eingangsstrahldurchmesser @ 1/e2 = 10 mm; Ausgangsstrahldurchmesser @ FWHM 14,7 mm (@ 632 nm)
  • Geeignet für höchste Laserleistungen (kundenspezifische Beschichtungen auf Anfrage)
  • Laserzerstörschwelle: 12 J/cm², 100 Hz, 6 ns, 532 nm, 532 nm

Die folgenden Abbildungen zeigen die gemessene Wellenfront nach dem Passieren von 14 Oberflächen, darunter sieben Asphären (links) und das Strahlprofil nach dem Passieren von 12 Oberflächen, darunter sechs Asphären, in einem Arbeitsabstand von 100 mm (rechts). Der daraus resultierende RMS-Wellenfrontfehler von 0,05 λ, der einem Strehl-Wert von 0,9 entspricht, belegt die sehr hohe optische Qualität. Die daraus resultierende ISO Plateau Uniformität von 0,133 und die ISO Edge Steepness von 0,4 unterstreichen dies.

 

Abgedeckter Wellenlängenbereich des a|TopShapes für die Designwellenlängen [nm] 355, 632, 1064.

Strahlformung spielt, z.B. bei Anwendungen in der Lasermaterialbearbeitung und Mikroskopie, 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 Laserstahls 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

Ein weiterer Strahlformer, der für Wellenlängen von 300 nm bis 1600 nm optimiert ist, ist der a|AiryShape. Dieser ermöglicht in Kombination mit einer Fokussierlinse die Umwandlung von kollimierten Gaußstrahlen in verschiedene fokussierte Strahlprofile (z.B. Top-Hat, Donut).  Dank seiner kompakten Bauweise lässt sich der a|AiryShape problemlos in bestehende Set-ups integrieren.

  • 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

In der 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.

 

Abgedeckter Wellenlängenbereich des a|AiryShapes für die Designwellenlängen [nm] 355, 532, 632, 780, 1064.

a|BeamBox

Kombinieren Sie asphericon's BeamShaping Produkte mit MountedOptics und/oder BeamExpansion Produkten passend zu Ihren Anforderungen. Für einen besseren Überblick haben wir bereits verschiedene Kombinationen der a|BeamBoxen entwickelt. Die a|BeamBoxen “TopShape” und “AiryShape” kombinieren Strahlaufweitung und -formung.

  • a|BeamBox zur Erzeugung kollimierter Top-Hat Strahlen
  • Kombiniert bis zu fünf a|BeamExpander, a|TopShape und a|AspheriColl mit passenden a|Adaptern und MountedOptics
  • Designwellenlängen: 355 nm, 632 nm und 1064 nm
  • Anwendung: Messtechnik, Mikroskopie
  • a|BeamBox zur Erzeugung unterschiedlicher Strahlprofile (z.B. Top-Hat, Donut)
  • Kombiniert bis zu sechs a|BeamExpander, a|AiryShape und a|AspheriColl mit passenden a|Adaptern und a|MountedAspheres
  • Designwellenlängen: 355, 532, 632, 780 und 1064 nm
  • Anwendung: Materialbearbeitung

Kombinieren Sie a|BeamExpander, a|Waveλdapt, a|TopShape, a|AiryShape und a|AspheriColl mit a|Adaptern (intra-system und cross-system) und MountedOptics individuell und passend für Ihre Anwendungen. Nahezu jede Kombination ist möglich! Kontaktieren Sie uns.

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Präzise Module für unterschiedlichste Abwendungen – asphericon BeamTuning

Entdecken Sie die unbegrenzten Kombinationsmöglichkeiten von a|TopShape und a|AiryShape mit anderen BeamTuning Elementen. Für die nötige Flexibilität sorgen a|Adapter – eine Kombinierbarkeit mit anderen Systemen (z.B. Owis, Edmund Optics, Qioptiq) ist problemlos möglich. Zur passenden Strahlaufweitung oder auch der Verkürzung des Arbeitsabstandes nutzen Sie a|BeamExpander und MountedOptics für Ihre Anwendung. Beide Strahlformer sind in verschiedenen Kombinationen als praktische und preisoptimierte a|BeamBox erhältlich.

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