近來(lái)，針對(duì)工業(yè)用的新激光系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需求已經(jīng)增加。并已經(jīng)產(chǎn)生了許多新的工藝，而且激光添加劑系統(tǒng)已經(jīng)代替了許多傳統(tǒng)的工業(yè)工藝。 如下圖所示，材料加工在整個(gè)激光市場(chǎng)中占有很大份額：

衍射光學(xué)元件（DOE）在提供適合工藝的激光束整形中起著重要作用。這使得激光束整形和均化技術(shù)對(duì)于許多優(yōu)化激光材料加工應(yīng)用至關(guān)重要。 通常激光系統(tǒng)從利用激光開(kāi)始，并且通過(guò)添加DOE來(lái)提高性能，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵參數(shù)是：

• 處理速度和產(chǎn)量成倍增長(zhǎng)；

• 過(guò)程精度：壁陡度、熱影響區(qū)、處理有效性。

燒蝕與結(jié)構(gòu)化

激光燒蝕是通過(guò)用激光束照射從固體（或偶爾為液體）表面去除材料的過(guò)程。 激光燒蝕是通過(guò)在較小的區(qū)域上施加高能量的短脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。激光燒蝕已被認(rèn)為并實(shí)際應(yīng)用于許多技術(shù)應(yīng)用中，包括：納米材料的產(chǎn)生，金屬和電介質(zhì)薄膜的沉積，超導(dǎo)材料的制造，金屬零件的常規(guī)焊接和粘合以及MEMS結(jié)構(gòu)的微加工。我們的平頂光束和渦旋透鏡會(huì)產(chǎn)生形狀、邊緣清晰的邊緣斑點(diǎn)，從而在消融過(guò)程中精確去除材料。 多點(diǎn)特性支持并行處理，從而提高了吞吐量。

激光燒蝕

激光構(gòu)造

焊接

激光焊接技術(shù)用于通過(guò)激光將多塊金屬或塑料連接起來(lái)。 光束提供了集中的熱源，可以進(jìn)行窄而深的焊接和高焊接速率。 該過(guò)程通常用于自動(dòng)化等大批量應(yīng)用中，例如汽車(chē)工業(yè)。 結(jié)合切割技術(shù)，激光非常適合多種類(lèi)型的焊接（點(diǎn)焊，線(xiàn)焊，軟焊）。

激光焊接

均質(zhì)器能量分布

我們的均質(zhì)器元件具有均勻，平坦的強(qiáng)度曲線(xiàn)，與輸入中的非均質(zhì)性無(wú)關(guān)，并且可以設(shè)計(jì)成為特定焊接曲線(xiàn)量身定制的形狀分布。 使用尾跡多點(diǎn)輪廓，可以預(yù)熱焊接區(qū)域，然后進(jìn)行后處理。

釬焊

在激光釬焊應(yīng)用中，兩塊金屬板通過(guò)激光熔化的焊錫絲連接起來(lái)。 事實(shí)證明，在釬焊線(xiàn)熔化之前清潔和預(yù)熱金屬表面時(shí)，連接質(zhì)量會(huì)提高。 典型應(yīng)用在汽車(chē)行業(yè)。為此，我們提供了一種特殊的均質(zhì)器元件，可產(chǎn)生兩個(gè)用于清潔/預(yù)熱的小型前導(dǎo)光束和一個(gè)大型均勻光束，將能量均勻地分布在釬焊線(xiàn)上，以實(shí)現(xiàn)更好的熔化和更清潔的邊緣。

激光燒蝕過(guò)程

定制均質(zhì)機(jī)的能量分布

穿孔

穿孔是指在薄材料或纖網(wǎng)中的小孔。 激光打孔通常用于食品工業(yè)的薄片材料，例如煙頭紙或包裝箔紙（延長(zhǎng)了易腐食品的新鮮度和質(zhì)量）。這樣的應(yīng)用需要具有相等距離的預(yù)設(shè)計(jì)圖案的精確微觀(guān)孔。光束分束器DOE提供了顯而易見(jiàn)的解決方案。

食品包裝的激光打孔

9×9多點(diǎn)分束器

激光切割（金屬和玻璃）

激光切割的工作原理是引導(dǎo)高功率激光的輸出，通常通過(guò)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)&移動(dòng)臺(tái)，掃描工件上的焦點(diǎn)并進(jìn)行切割。它通常用于工業(yè)制造應(yīng)用中。其目的是在不增加聚焦光學(xué)系統(tǒng)焦距的情況下，擴(kuò)大系統(tǒng)的聚焦深度，或改善切割質(zhì)量，減少切割區(qū)域的剝落和材料重新熔化。

激光金屬切割

金屬激光切割是在聚焦激光束的焦點(diǎn)處局部加熱材料，使其高于熔點(diǎn)。由此產(chǎn)生的熔融材料被氣流噴射，從而形成開(kāi)口切口。

激光玻璃切割

玻璃激光切割或激光切割通常采用紅外波段的高功率激光進(jìn)行。由于玻璃對(duì)大多數(shù)波長(zhǎng)的光吸收較弱，因此需要更強(qiáng)大的激光切割玻璃。通過(guò)使用聚焦DOE，能量在玻璃晶片的大部分中傳播。這樣就可以進(jìn)行單程切割，而無(wú)需在切割過(guò)程中調(diào)整光斑的焦深和z移動(dòng)。這對(duì)于隱形切割尤其有用，在隱形切割中，激光改變玻璃使其變脆，而不是燒蝕切割，然后玻璃沿激光加工線(xiàn)進(jìn)行機(jī)械分離。

不同的激光鉆孔技術(shù)

不銹鋼管的激光微鉆

鉆孔

激光鉆孔是通過(guò)在材料上反復(fù)聚焦脈沖激光能量并蒸發(fā)熔化的材料來(lái)形成通孔的過(guò)程。 脈沖能量越大，熔化和蒸發(fā)的材料越多。 多年來(lái)，已經(jīng)發(fā)展了幾種激光鉆孔技術(shù)，包括信號(hào)脈沖，敲擊，環(huán)鉆和螺旋鉆孔。 激光鉆孔可用于許多應(yīng)用中，包括硅晶片和橡膠的鉆孔。

為了提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)效率，我們的Multi-Spot分光鏡已被證明可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果。 平頂光束整形器可以提高孔的邊緣質(zhì)量和直徑精度，而渦旋相位板則可以鉆出環(huán)形形狀。

激光剝離

激光剝離（LLO）是一種從一種材料中選擇性的除去另一種材料的技術(shù)。 激光束穿過(guò)透明材料投射，并被背面的相鄰材料吸收，例如藍(lán)寶石上的GaN。 激光剝離分離工藝可處理具有所需精細(xì)度和可重復(fù)性的大面積設(shè)備。 因此，在LED工業(yè)中，分離發(fā)光膜以及在電視和移動(dòng)設(shè)備的顯示器中非常普遍。

其中M2轉(zhuǎn)換模塊是我們?nèi)?xì)線(xiàn)形解決方案的一部分，用于將多模式圓形輸入光束轉(zhuǎn)換為窄激光線(xiàn)，特別是在紫外和綠色波長(zhǎng)（343、355和532 nm）中。 我們的解決方案基于專(zhuān)有的衍射光束整形概念，可以針對(duì)從193nm深紫外到1600nm 紅外激光器的任何波長(zhǎng)進(jìn)行定制。 通過(guò)利用我們的解決方案，可以使用成本更低的多模式激光器在細(xì)線(xiàn)中實(shí)現(xiàn)有效的功率密度。

將基板與玻璃面板分離

表面處理（硬化和重熔）

激光表面處理的原理是用高功率密度相干光束與指定氣體（真空，保護(hù)性氣體或加工氣體）中的表面之間的相互作用而導(dǎo)致表面改性。 激光表面處理的一些典型用途是激光硬化和激光重熔。激光硬化是一種熱表面硬化工藝，在該過(guò)程中，材料會(huì)在高于臨界溫度的短時(shí)間內(nèi)被加熱，然后迅速冷卻，從而防止金屬晶格恢復(fù)其原始結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生非常堅(jiān)硬的金屬結(jié)構(gòu)。激光重熔是表面處理的另一種熱方法。 將組件表面短暫加熱到熔化溫度以上。 然后熔體固化并重結(jié)晶，而化學(xué)成分沒(méi)有根本變化。

激光硬化

相關(guān)產(chǎn)品

平頂光束整形器

高帽/平頂式光束整形器將近高斯入射光轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度均一的圓形，正方形，長(zhǎng)方形或線(xiàn)形的光斑。均一的輸出光斑可對(duì)工作面進(jìn)行相同的處理，以防部分區(qū)域過(guò)曝或曝光不足。此外，光束整形器將會(huì)輸出一個(gè)輪廓清晰且具有平頂特征的輸出光斑，其特征在于有一個(gè)尖銳的過(guò)渡區(qū)，該過(guò)渡區(qū)域在已處理和未處理區(qū)域之間創(chuàng)建了清晰的邊界，可在無(wú)像差鏡頭的無(wú)限遠(yuǎn)或焦距處給出均勻的強(qiáng)度分布。

高頂（平頂）光束整形器的典型應(yīng)用包括：激光蝕刻，激光焊接，激光打孔，激光劃片，醫(yī)療和美容激光應(yīng)用。

螺旋相位板（渦流）

螺旋相位板將高斯輸入輪廓轉(zhuǎn)換為中心能量為零的甜甜圈形能量環(huán)。螺旋相位板是一種獨(dú)特的光學(xué)器件，其結(jié)構(gòu)完全由螺旋或螺旋相位階梯組成，其目的是控制透射光束的相位。

渦旋相位板通常用于采用單模激光的精確材料加工，該應(yīng)用需要的環(huán)形直徑較小。對(duì)于多模激光或較大的環(huán)形直徑，我們通常建議使用我們的衍射軸錐。渦旋相位板的其他典型應(yīng)用包括高級(jí)顯微鏡應(yīng)用，如STED顯微鏡和激光鑷子。

渦旋透鏡能量分布

沿光軸的細(xì)長(zhǎng)焦點(diǎn)能量分布

衍射分束器

衍射分束器(點(diǎn)陣分束器)是最基本的衍射光學(xué)元件之一，它的作用是把單個(gè)入射光分幾束或多束，且每束光都具有原始光束的特性（除了其功率和傳播角度變化，不改變初始光束的直徑、發(fā)散角和波前分布）。分束器的輸出可以是一維排布，也可以是二維排布，也可以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)光斑陣列，排布完全可以由用戶(hù)定制，這些通過(guò)設(shè)計(jì)分束器表面的衍射圖案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，輸出光束的數(shù)量、光束間的夾角、直線(xiàn)的長(zhǎng)度和數(shù)量都可以任意定制。光束的個(gè)數(shù)更是不受限制，可以為2束、3束，也可以為幾百甚至上萬(wàn)束。我們提供大量的衍射分束器標(biāo)準(zhǔn)品供客戶(hù)選擇，包括一維光束陣列（1×N）或二維光束的矩陣（M×N）。僅1064nm一個(gè)波長(zhǎng)就有約100種標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，其中一維激光分束器的規(guī)格包括但不限于一分二、一分四、一分六、一分一百，二維光束分束器的規(guī)格包括2×2, 3×3, 7×7，100×100, 128×64等等，最高可達(dá)百萬(wàn)束。

根據(jù)元件上的衍射圖樣，衍射分束器可以生成一維光束陣列（1xN）或二維光束矩陣（MxN）。衍射分束器與單色光（例如激光束）一起使用，可根據(jù)用于特定波長(zhǎng)和特定的輸出光束分離角度來(lái)設(shè)計(jì)。光束分離器的典型應(yīng)用包括：激光刻劃，例如太陽(yáng)能電池或面板中的激光劃片，激光劃片，激光打孔，醫(yī)學(xué)/美容應(yīng)用（例如皮膚護(hù)理），3D傳感和投影。

光束均化器（擴(kuò)散器）

光束均化器（擴(kuò)散器）的產(chǎn)品可使任何準(zhǔn)直輸入光束轉(zhuǎn)換為具有強(qiáng)度均勻的輸出光束。對(duì)于任何波長(zhǎng)以及任何形狀都適用。光束均質(zhì)器在許多需要清晰定義的光束形狀且強(qiáng)度分布隨機(jī)分布的應(yīng)用中非常有用。光束均質(zhì)器的輸出主要取決于輸入光束：在光束均質(zhì)器的使用上，相比單模激光，多模激光光束實(shí)際上更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠漭^低的相干性會(huì)降低斑點(diǎn)的可見(jiàn)性，從而可得到強(qiáng)度更為均一的輸出光。

光束均化器（擴(kuò)散器）的典型應(yīng)用包括：激光束點(diǎn)整形；激光材料加工，例如：燒蝕，脫軌，標(biāo)記，劃線(xiàn)和焊接；醫(yī)療/美容激光治療；準(zhǔn)分子激光器的光束整形和熱點(diǎn)減少。

C形光束整形元件

我們開(kāi)發(fā)了定制的C形光束整形器元件，以改進(jìn)焊接工藝，C形強(qiáng)度分布在寬度/深度比方面具有優(yōu)勢(shì)，通過(guò)給氣泡一個(gè)逃逸焊縫的地方來(lái)減少氧化和消除熱裂紋，基于研究推薦，我們提供兩款新的C形產(chǎn)品：ST-332-I-Y-A（均勻 C）和 ST-333-I-Y-A（優(yōu)化邊緣強(qiáng)度分布）。

DeepCleave模塊——激光成絲切割模組

DeepCleave是一款革命性的激光玻璃切割產(chǎn)品，通常稱(chēng)為FI optics（成絲切割），即激光焦點(diǎn)被拉長(zhǎng)成絲狀，沿Z軸均勻分布。此外，DeepCleave還是一種衍射光學(xué)模組，用于沿聚焦深度（DOF）增加的區(qū)域以恒定峰值功率，將單模高斯輸入光束聚焦到束腰約為1.8 um的窄點(diǎn)上，通常范圍為0.25-3 mm。獲得的聚焦光斑相當(dāng)于0.35 NA的物鏡，使DeepCleave模組成為一個(gè)完整的光學(xué)解決方案，無(wú)需使用額外的較高NA物鏡或其他高成本光學(xué)器件。

DeepCleave激光成絲切割模組通常用于近紅外波長(zhǎng)范圍的激光玻璃切割應(yīng)用，非常適合切割厚玻璃，例如平面玻璃。盡管如此，在綠色可見(jiàn)光范圍內(nèi)的應(yīng)用也在一些微觀(guān)應(yīng)用中取得了成功。

每個(gè)DeepCleave激光成絲切割模組在出廠(chǎng)時(shí)都附有一份全光特性和單獨(dú)的測(cè)試報(bào)告。

DeepCleave光學(xué)設(shè)置

長(zhǎng)焦深透鏡

長(zhǎng)焦深透鏡可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的聚焦深度以及更高的橫向分辨率（更小的光斑尺寸）。長(zhǎng)的焦距深度要求小數(shù)值孔徑，小的光斑尺寸要求大數(shù)值孔徑，這兩者本來(lái)是相互沖突的，但長(zhǎng)焦深透鏡卻能夠使光束同時(shí)具備這兩個(gè)特性，因此其十分適合一些行業(yè)應(yīng)用。例如激光鉆孔，透明材料的切割（玻璃，藍(lán)寶石等），激光過(guò)程監(jiān)控/監(jiān)測(cè)、顯微鏡、激光度量學(xué)等等。

常規(guī)的光學(xué)元件（如球面透鏡，反射鏡等），并不能同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)特性。而我們的長(zhǎng)焦深透鏡能夠產(chǎn)生類(lèi)似于“長(zhǎng)的圓柱體”的長(zhǎng)焦深焦點(diǎn)，焦點(diǎn)具有銳利的邊緣和更長(zhǎng)的焦深，同時(shí)保持激光光斑尺寸非常小。

z-x平面的強(qiáng)度分布

長(zhǎng)焦深透鏡的作用是使入射光在焦距附近產(chǎn)生一個(gè)能量近乎均勻分布、焦深的長(zhǎng)度達(dá)幾十微米到幾毫米的焦點(diǎn)。相比于普通的光束焦點(diǎn)（能量非常集中，長(zhǎng)度和寬度都有限），通過(guò)長(zhǎng)焦深透鏡可把光束焦點(diǎn)拉長(zhǎng)為原來(lái)的幾十倍至上百倍，同時(shí)寬度基本保持不變。能量均勻的長(zhǎng)焦深光斑特別適合對(duì)材料進(jìn)行深度切割。

長(zhǎng)焦深透鏡和多焦點(diǎn)元件互為補(bǔ)充，與多焦點(diǎn)產(chǎn)品相比，長(zhǎng)焦產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于它可以沿自由度產(chǎn)生連續(xù)的強(qiáng)度分布，并且不會(huì)受到相鄰焦點(diǎn)之間能量較低的區(qū)域的影響，在激光材料加工等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。如果用1064nm的長(zhǎng)焦深DOE切割厚度2mm、折射率1.5的玻璃，可以選用EF-004-I-Y-A配合25mm的聚焦鏡。這種情況下，EF-004-I-Y-A的焦深長(zhǎng)度正好約為2mm，滿(mǎn)足切割要求，并且具有很好的切割效果，表面平整度高、切割速度快。最近1030nm的長(zhǎng)焦深切割應(yīng)用也越來(lái)越多，例如EF-003-J-Y-A，EF-010/015/016/026-J-Y-A。

多焦點(diǎn)衍射光學(xué)元件（DOE）

多焦點(diǎn)透鏡(多焦點(diǎn)DOE)是指使一束激光同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)焦點(diǎn)的衍射光學(xué)元件，光束在通過(guò)衍射光學(xué)元件后在激光傳播的方向上具有多個(gè)能量集中的焦點(diǎn)，滿(mǎn)足某些特殊場(chǎng)合的應(yīng)用。焦點(diǎn)之間的間距近乎相等，一般焦點(diǎn)個(gè)數(shù)為2-15個(gè)不等，間距一般為幾十到幾百微米，各個(gè)焦點(diǎn)的能量也基本一致。

多焦點(diǎn)DOE有兩種配置：

• DOE由在其平面?zhèn)任g刻的具有預(yù)定焦距的平凸透鏡和衍射圖案組成。

• 為了獲得更大的靈活性，可以使用窗口DOE，以便在一定距離處獲得焦點(diǎn)，用戶(hù)在DOE之后添加常規(guī)的聚焦透鏡。鏡頭焦距決定工作距離（WD）

多焦點(diǎn)DOE也可用作長(zhǎng)焦元件，在諸如激光玻璃切割和激光微加工等應(yīng)用中有效地增加了聚焦深度。