衍射光学:超短激光脉冲如何影响光束整形光学
光学仿真工具可以全面剖析超短激光脉冲如何影响衍射光学元件的光束整形特性和能力。 F+-MafN7Y (P]^5D 随着超短脉冲(USP)激光器(也称为超快激光器)在工业应用中变得越来越普遍,特别是当纳秒脉冲USP激光器被更快的飞秒器件取代,使用衍射光学元件(DOE)的光束整形应用变得更具挑战性。 $4)guG) 8k% :w0H VirtualLab是由LightTrans International(Jena, Germany; www.lighttrans.com)开发的物理光学仿真工具,可以用于大多数DOE元件(包括分束器和光束整形器)的仿真,利用这款软件,我们在Holo / Or的团队研究了USP激光器对DOE功能的影响。研究发现尽管对于大多数光束整形器来说,DOE的影响可以忽略,但对于诸如基于光栅的DOE之类的大角度分束器,可以看到显著的且不期望的色散效果。 m{Xf_rQ
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图1. 对于m = 1且输入光束直径为4 mm的涡旋透镜元件(a),对输入800 nm高斯脉冲得到的结果(b)和输入100 fs USP激光脉冲得到的结果(c)进行比较,没有明显差异。 52Ffle8 DOE基础知识 ~2;y4%K 1:V/['|*g) 对于许多应用而言,DOE可以用于产生一些传统的反射或折射光学元件无法达到的独特光学功能,在系统配置方面更加灵活。与折射解决手段相比,DOE具有很多优势,包括尺寸小、单个元件具有多种功能、角度精度高、厚度小和相比于折射解法时间色散较小等。 uV\#J{'* {lw
ec"{ 操作原理非常简单:对于准直入射光束,输出光束以预先设计的分离角度和强度出射DOE,通过光束整形器,激光束被聚焦成设计好的尺寸和形状。 DOE的常见应用包括医疗系统、测量以及科学/研究应用——特别是DOE提供的激光束成形和均匀化技术对于材料加工至关重要1。 -/*{^[ < |