激光光束一般為能量非均勻的高斯光束,因此,在諸如激光加工、激光焊接、激光雕刻、激光打孔、激光核物理、生物醫(yī)學(xué)工程等技術(shù)領(lǐng)域。
因能量非均勻分布將引起局部溫度過高而影響激光與物質(zhì)間的相互作用,進而限制了其應(yīng)用。所以需要將高斯光束整形成能量均勻分布的平頂光束,以消除能量不均引起的不良效果。
與高斯光束相比,平頂光束可以在處理系統(tǒng)中產(chǎn)生更干凈的切口和更銳利的邊緣。
為了更好的幫助激光系統(tǒng)集成商檢測、評價平頂光的光束質(zhì)量,光研科技自主研發(fā)的Beamfiler光束質(zhì)量分析儀軟件功能再度升級,聯(lián)合國內(nèi)多家激光系統(tǒng)集成商協(xié)同開發(fā),根據(jù)歐盟標準定義,新增可以評價品頂光光束質(zhì)量的峰均比功能,可以對應(yīng)實際光斑峰值與等效模擬平頂光斑高度的比值。X,Y方向上數(shù)值越接近于標準數(shù)值,光斑的均勻性越好。
圖1:具有高斯光束輪廓的激光束
高斯光對于精密應(yīng)用的劣勢:
高斯激光輪廓有幾個缺點,例如光束可用中心區(qū)域任一側(cè)的低強度部分,稱為“兩翼”。這些兩翼通常包含浪費的能量,因為其強度低于給定應(yīng)用所需的閾值,這些應(yīng)用包括材料加工、激光手術(shù)以及其他一些要求強度超過兩翼強度的應(yīng)用(見圖2)。
圖2:對于許多應(yīng)用而言,平頂激光束輪廓比高斯光束輪廓能更有效地利用能量。在高斯光束輪廓中,高于應(yīng)用要求的強度閾值的過剩能量,和其外部或兩翼中低于閾值要求的能量,都被浪費掉了。
高斯光束的兩翼也可能損傷目標區(qū)域以外的周圍區(qū)域,從而擴展熱影響區(qū)。這對于諸如激光手術(shù)和精密材料加工這樣的應(yīng)用而言,是非常不利的。
在這種情況下,要優(yōu)先考慮高精度和對周圍區(qū)域的損傷更小化。由于這種影響,使用高斯光束形成的特征,將不會具有特別平滑的邊緣,這顯然會降低系統(tǒng)精度。
平頂光對于精密應(yīng)用的優(yōu)勢:
與高斯光束相比,平頂光束輪廓中沒有兩翼,但具有較陡的邊緣過渡,因此能量傳輸效率更高,并且熱影響區(qū)更小。
從圖2中可以看出,與高斯光束相比,平頂光束的能量能夠更清晰地包含在給定區(qū)域中。使用平頂光束刻蝕、焊接或切割的任何特征,都將更加準確,并且對周圍區(qū)域的損傷也會減少。
平頂光束的主要優(yōu)點,使得它們能讓各種不同情況下的應(yīng)用都受益。在激光誘導(dǎo)損傷閾值(LIDT)測試和其他計量系統(tǒng)中,定義良好且一致的平頂光束輻照度輪廓,可以將測量不確定性和統(tǒng)計差異更小化。平頂光束在許多熒光顯微、全息和干涉測量系統(tǒng)中,也同樣具有應(yīng)用優(yōu)勢。
檢測:
光研科技自主研發(fā)的光束質(zhì)量分析儀目前功能上包含了高斯光,平頂光絕大多數(shù)檢測需求。
對于定義平頂光光斑大小而言,行業(yè)主流主要關(guān)注:D%pk/μm:峰值13.5%處光束直徑,F(xiàn)WHM/μm: 峰值50%處光束直徑, D4σ/μm: 符合ISO 11146和GB/T 13739的光束寬度(聯(lián)系銷售,下載全產(chǎn)品參數(shù))。產(chǎn)品上市以來一直秉承多功能,多模塊,可定制,高精度的研發(fā)理念。組建高素質(zhì)的研發(fā)團隊,擁有光學(xué),機械,視覺,控制,軟件,算法等專業(yè)人才。已建立的知識庫中包含大量對標測試和成功案例。產(chǎn)品的成熟度,穩(wěn)定性,高精度,得到大量客戶認可。