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解決方案

LUBON — 專注激光加工領(lǐng)域光束整形DOE的研發(fā)、生產(chǎn)與方案設(shè)計(jì)

來源:LUBON麓邦2023-05-16 我要評(píng)論(0 )   

激光加工技術(shù)是當(dāng)前切割、焊接、表面處理、材料改性和精密制造工藝的主流技術(shù)手段,以其高質(zhì)高效、操作便捷、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于鈑金加工、新能源電池、消費(fèi)電...

激光加工技術(shù)是當(dāng)前切割、焊接、表面處理、材料改性和精密制造工藝的主流技術(shù)手段,以其高質(zhì)高效、操作便捷、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于鈑金加工、新能源電池、消費(fèi)電子、光伏等眾多場(chǎng)景中。作為當(dāng)今時(shí)代最具技術(shù)先進(jìn)性的光學(xué)領(lǐng)域之一,激光加工已成為L(zhǎng)UBON重點(diǎn)關(guān)注和服務(wù)的行業(yè)方向。

切割、焊接、表面處理、材料改性、精密制造等多種激光加工應(yīng)用

經(jīng)過多年發(fā)展,在當(dāng)前主流的激光加工設(shè)備中,傳統(tǒng)的折射型光學(xué)模組如擴(kuò)束鏡、場(chǎng)鏡等構(gòu)建了其光學(xué)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ),相關(guān)方案已日臻完善、趨于成熟,同時(shí)為了進(jìn)一步提升激光加工的質(zhì)量、精度和效率,“如何針對(duì)性地優(yōu)化末端加工光束”成為各激光加工設(shè)備集成商亟待解決的問題,因此業(yè)內(nèi)對(duì)多樣化光束整形模塊的需求呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
在該趨勢(shì)下,LUBON致力于提供優(yōu)質(zhì)的光束整形DOE及其配套解決方案,幫助客戶得到高質(zhì)量的勻化、分束、尺寸整形、焦點(diǎn)整形、環(huán)形整形和其他結(jié)構(gòu)化光斑整形效果,實(shí)現(xiàn)激光加工質(zhì)量、精度和效率的有效提升。

LUBON自有DOE的勻化、分束、多焦點(diǎn)、長(zhǎng)焦深、環(huán)形光等多種光束整形效果


LUBON PRODUCT

- 產(chǎn)品介紹 -


勻化DOE


在激光加工諸如切割,焊接,鉆孔,劃線,熔蝕等的多種應(yīng)用場(chǎng)景中,光束的平頂整形也即勻化需求是非常常見的。能量均勻分布的光斑在作用于材料時(shí),能夠帶來更高的能量利用率、更好的加工質(zhì)量、更高的加工精度、更靈活可控的加工尺度調(diào)節(jié)。

LUBON 勻化DOE外觀及相位結(jié)構(gòu)

LUBON 勻化DOE是一種基于雙折射功能膜層和高透光學(xué)玻璃基底,通過對(duì)已知入射光參數(shù)、搭配透鏡參數(shù)和預(yù)期出射光參數(shù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)映射計(jì)算來進(jìn)行相位設(shè)計(jì),利用衍射光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)非準(zhǔn)直勻化效果的平板光學(xué)元件。


產(chǎn)品特點(diǎn)


★ 平板結(jié)構(gòu),體積小,易集成;
★ 透射型勻化,能量利用率高,高損傷閾值基材可選
★ 連續(xù)型相位,衍射效率高,零級(jí)影響小,平頂光均勻性好,邊界銳利度高;
★ 基于像素點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可針對(duì)不同入射光參數(shù)進(jìn)行適配定制,靈活調(diào)整平頂光形狀
★ 可配合聚焦透鏡使用,實(shí)現(xiàn)尺寸整形。 
勻化效果及產(chǎn)品參數(shù)概覽


應(yīng)用案例


LUBON 勻化DOE可用于光伏行業(yè)中太陽能電池板的元素?fù)诫s工序,以提升光電轉(zhuǎn)換效率。如下圖所示,在元素?fù)诫s效果實(shí)驗(yàn)中,勻化后的光斑以逐點(diǎn)連續(xù)排布的形式作用于電池表面,摻雜后表面形貌呈現(xiàn)出各勻化光斑單元內(nèi)的較高均勻度和單元間的良好一致性。由此可見,高均勻度和高邊界銳利度的平頂光斑可極大地提升摻雜均勻性,帶來更好的摻雜質(zhì)量。

LUBON 勻化DOE用于元素?fù)诫s的加工效果示意圖
此外,LUBON 勻化DOE也成功應(yīng)用于PCB板的盲孔加工等場(chǎng)景中。
除勻化DOE外,LUBON還可提供基于透鏡陣列的單片或雙片式勻化方案、基于光衰減原理的準(zhǔn)直勻化模組等其他具備勻化功能的產(chǎn)品。

分束DOE


在一些具有周期復(fù)現(xiàn)特征或鮮明排布規(guī)則的激光加工場(chǎng)景下,如陣列式鉆孔、多點(diǎn)焊接、平面內(nèi)大量微單元切割等,如果能夠引入高分束均勻性、高分束精度的分束器件,得到光學(xué)參數(shù)高度一致的多束光斑,則能極大地提升加工效率和加工效果一致性。

LUBON 分束DOE外觀及相位結(jié)構(gòu)

LUBON 分束DOE是一種平板結(jié)構(gòu)的衍射型光學(xué)元件,由雙折射功能膜層和高透光學(xué)玻璃基底制成,通過基于像素點(diǎn)的周期性相位設(shè)計(jì)或光柵級(jí)聯(lián)兩種方案的單獨(dú)作用或結(jié)合使用,實(shí)現(xiàn)特定分束角下、一維或二維、一致性優(yōu)越的光束分束效果。


產(chǎn)品特點(diǎn)


★ 平板結(jié)構(gòu),體積小,易集成
★ 透射式元件,能量利用率高,高損傷閾值基材可選;
★ 連續(xù)型相位,衍射效率高,零級(jí)影響小,分束均勻性好
★ 基于像素點(diǎn)的周期性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可靈活調(diào)整分束角度,實(shí)現(xiàn)高分束角精度,無嚴(yán)格的入射光斑尺寸和中心對(duì)準(zhǔn)限制;
★ 可配合聚焦透鏡使用,實(shí)現(xiàn)光斑陣列尺寸可調(diào)。
分束效果及產(chǎn)品參數(shù)概覽


應(yīng)用案例


LUBON 分束DOE可用于金屬結(jié)構(gòu)件的多點(diǎn)焊接。如下圖,高功率激光經(jīng)由2×2二維分束DOE,在x和y兩個(gè)方向上以不同分束角度得到矩形排布的4束光斑,對(duì)應(yīng)4個(gè)金屬件焊點(diǎn),4個(gè)焊點(diǎn)的圓度較好,一致性極佳,能夠幫助批量生產(chǎn)時(shí)加工效率顯著提升。

LUBON 分束DOE用于多點(diǎn)焊接的焊點(diǎn)形貌示意圖

此外,LUBON 分束DOE還成功應(yīng)用于電池表面清洗等場(chǎng)景中。

除分束DOE外,LUBON還可提供基于0-π相位調(diào)制的棋盤光柵、達(dá)曼光柵等分束產(chǎn)品。


焦點(diǎn)整形DOE


常見的激光加工終端光束一般會(huì)聚于焦點(diǎn),且通常僅能在瑞利距離內(nèi)保持高度集中的能量分布。當(dāng)遇上加工深度較大或?qū)庸べ|(zhì)量要求較高的場(chǎng)景,前述特性的光束則具有一定的局限性。由此,沿光束傳播方向優(yōu)化光束能量分布的焦點(diǎn)整形需求應(yīng)運(yùn)而生,意圖在更長(zhǎng)的傳播距離上得到持續(xù)的高能量密度光束,實(shí)現(xiàn)z方向上更好的加工一致性。

LUBON 焦點(diǎn)整形DOE

LUBON 焦點(diǎn)整形DOE基于雙折射材料和高透光學(xué)基底,是通過衍射光學(xué)原理調(diào)制z方向上光束能量分布的平板光學(xué)元件。具體又分為多焦點(diǎn)整形和長(zhǎng)焦深整形兩種:前者致力于在光束傳播方向上得到特定個(gè)數(shù)、特定間距、特定能量配比的焦點(diǎn),模仿激光成絲效果;后者即衍射錐鏡,是為了將光束的能量聚集在小而細(xì)長(zhǎng)的無衍射貝塞爾區(qū)域中,獲得更高的能量集中度和更長(zhǎng)的焦深。


產(chǎn)品特點(diǎn)


★ 平板結(jié)構(gòu),體積小,易集成;
★ 透射式元件,能量利用率高,高損傷閾值基材可選;
★ 衍射錐鏡結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為平面內(nèi)的連續(xù)取向變化,錐尖精度高,衍射效率高,零級(jí)影響小;
★ 多焦點(diǎn)DOE基于單個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可靈活調(diào)整焦點(diǎn)個(gè)數(shù)、焦點(diǎn)間距和焦點(diǎn)能量分布;
★ 搭配4f系統(tǒng)使用,可靈活調(diào)節(jié)加工尺度

焦點(diǎn)整形效果及產(chǎn)品參數(shù)概覽


應(yīng)用案例


LUBON 多焦點(diǎn)DOE可用于透明脆性材料的隱形切割,得到較為平整的切割斷面。光束經(jīng)過多焦點(diǎn)DOE的整形作用,得到了4焦點(diǎn)、均勻能量分布、焦點(diǎn)間距為7 μm的多焦點(diǎn)光束,光束作用于透明脆性材料平片內(nèi)部,觀察其切割斷面,可見在傳播方向上形成對(duì)應(yīng)4個(gè)焦點(diǎn)的均勻裂痕。 

LUBON 多焦點(diǎn)DOE用于透明脆性材料隱切的斷面形貌示意圖

LUBON 焦點(diǎn)整形DOE還成功應(yīng)用于mini led切割等方向。

LUBON 長(zhǎng)焦深DOE(衍射錐鏡)?;谄淝懈罱鉀Q方案,與其他光學(xué)元件以加工頭模組的形式集成于一體進(jìn)行出售,為用戶免除了復(fù)雜的配套元件選型工作,降低了光路調(diào)試難度。詳細(xì)參數(shù)請(qǐng)見:LUBON——貝塞爾加工頭。


其他整形光束DOE


除了激光加工領(lǐng)域中常用的勻化、分束、焦點(diǎn)整形功能,LUBON的DOE產(chǎn)品具有極高的定制自由度,可以通過逐像素點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高精度的加工工藝,實(shí)現(xiàn)渦旋光場(chǎng)調(diào)控、艾里光束轉(zhuǎn)換、激光模式轉(zhuǎn)換、透鏡匯聚發(fā)散、環(huán)形光束整形、M型光束整形、全息圖像生成等多種不同效果。 

其他DOE整形效果舉例


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LUBON激光加工光束整形
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