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解決方案

LUBON — 專注激光加工領域光束整形DOE的研發、生產與方案設計

來源:LUBON麓邦2023-05-16 我要評論(0 )   

激光加工技術是當前切割、焊接、表麵處理、材料改性和精密製造工藝的主流技術手段,以其高質高效、操作便捷、節能環保等優(you) 勢,廣泛應用於(yu) 鈑金加工、新能源電池、消費電...

激光加工技術是當前切割、焊接、表麵處理、材料改性和精密製造工藝的主流技術手段,以其高質高效、操作便捷、節能環保等優(you) 勢,廣泛應用於(yu) 鈑金加工、新能源電池、消費電子、光伏等眾(zhong) 多場景中。作為(wei) 當今時代最具技術先進性的光學領域之一,激光加工已成為(wei) LUBON重點關(guan) 注和服務的行業(ye) 方向。

切割、焊接、表麵處理、材料改性、精密製造等多種激光加工應用

經過多年發展,在當前主流的激光加工設備中,傳(chuan) 統的折射型光學模組如擴束鏡、場鏡等構建了其光學實現基礎,相關(guan) 方案已日臻完善、趨於(yu) 成熟,同時為(wei) 了進一步提升激光加工的質量、精度和效率,“如何針對性地優(you) 化末端加工光束”成為(wei) 各激光加工設備集成商亟待解決(jue) 的問題,因此業(ye) 內(nei) 對多樣化光束整形模塊的需求呈現出快速增長的趨勢。
在該趨勢下,LUBON致力於(yu) 提供優(you) 質的光束整形DOE及其配套解決(jue) 方案,幫助客戶得到高質量的勻化、分束、尺寸整形、焦點整形、環形整形和其他結構化光斑整形效果,實現激光加工質量、精度和效率的有效提升。

LUBON自有DOE的勻化、分束、多焦點、長焦深、環形光等多種光束整形效果


LUBON PRODUCT

- 產(chan) 品介紹 -


勻化DOE


在激光加工諸如切割,焊接,鑽孔,劃線,熔蝕等的多種應用場景中,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於(yu) 材料時,能夠帶來更高的能量利用率、更好的加工質量、更高的加工精度、更靈活可控的加工尺度調節。

LUBON 勻化DOE外觀及相位結構

LUBON 勻化DOE是一種基於(yu) 雙折射功能膜層和高透光學玻璃基底,通過對已知入射光參數、搭配透鏡參數和預期出射光參數的點對點映射計算來進行相位設計,利用衍射光學原理實現非準直勻化效果的平板光學元件。


產(chan) 品特點


★ 平板結構,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
★ 連續型相位,衍射效率高,零級影響小,平頂光均勻性好,邊界銳利度高
★ 基於像素點的結構設計,可針對不同入射光參數進行適配定製,靈活調整平頂光形狀
★ 可配合聚焦透鏡使用,實現尺寸整形。 
勻化效果及產品參數概覽


應用案例


LUBON 勻化DOE可用於(yu) 光伏行業(ye) 中太陽能電池板的元素摻雜工序,以提升光電轉換效率。如下圖所示,在元素摻雜效果實驗中,勻化後的光斑以逐點連續排布的形式作用於(yu) 電池表麵,摻雜後表麵形貌呈現出各勻化光斑單元內(nei) 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,帶來更好的摻雜質量。

LUBON 勻化DOE用於元素摻雜的加工效果示意圖
此外,LUBON 勻化DOE也成功應用於PCB板的盲孔加工等場景中。
除勻化DOE外,LUBON還可提供基於透鏡陣列的單片或雙片式勻化方案基於光衰減原理的準直勻化模組等其他具備勻化功能的產品。

分束DOE


在一些具有周期複現特征或鮮明排布規則的激光加工場景下,如陣列式鑽孔、多點焊接、平麵內(nei) 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,得到光學參數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外觀及相位結構

LUBON 分束DOE是一種平板結構的衍射型光學元件,由雙折射功能膜層和高透光學玻璃基底製成,通過基於(yu) 像素點的周期性相位設計或光柵級聯兩(liang) 種方案的單獨作用或結合使用,實現特定分束角下、一維或二維、一致性優(you) 越的光束分束效果。


產(chan) 品特點


★ 平板結構,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
★ 連續型相位,衍射效率高,零級影響小,分束均勻性好
★ 基於像素點的周期性結構設計,可靈活調整分束角度,實現高分束角精度,無嚴格的入射光斑尺寸和中心對準限製
★ 可配合聚焦透鏡使用,實現光斑陣列尺寸可調
分束效果及產品參數概覽


應用案例


LUBON 分束DOE可用於(yu) 金屬結構件的多點焊接。如下圖,高功率激光經由2×2二維分束DOE,在x和y兩(liang) 個(ge) 方向上以不同分束角度得到矩形排布的4束光斑,對應4個(ge) 金屬件焊點,4個(ge) 焊點的圓度較好,一致性極佳,能夠幫助批量生產(chan) 時加工效率顯著提升。

LUBON 分束DOE用於多點焊接的焊點形貌示意圖

此外,LUBON 分束DOE還成功應用於(yu) 電池表麵清洗等場景中。

除分束DOE外,LUBON還可提供基於(yu) 0-π相位調製的棋盤光柵、達曼光柵等分束產(chan) 品。


焦點整形DOE


常見的激光加工終端光束一般會(hui) 聚於(yu) 焦點,且通常僅(jin) 能在瑞利距離內(nei) 保持高度集中的能量分布。當遇上加工深度較大或對加工質量要求較高的場景,前述特性的光束則具有一定的局限性。由此,沿光束傳(chuan) 播方向優(you) 化光束能量分布的焦點整形需求應運而生,意圖在更長的傳(chuan) 播距離上得到持續的高能量密度光束,實現z方向上更好的加工一致性。

LUBON 焦點整形DOE

LUBON 焦點整形DOE基於(yu) 雙折射材料和高透光學基底,是通過衍射光學原理調製z方向上光束能量分布的平板光學元件。具體(ti) 又分為(wei) 多焦點整形和長焦深整形兩(liang) 種:前者致力於(yu) 在光束傳(chuan) 播方向上得到特定個(ge) 數、特定間距、特定能量配比的焦點,模仿激光成絲(si) 效果;後者即衍射錐鏡,是為(wei) 了將光束的能量聚集在小而細長的無衍射貝塞爾區域中,獲得更高的能量集中度和更長的焦深。


產(chan) 品特點


★ 平板結構,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
★ 衍射錐鏡結構呈現為平麵內的連續取向變化,錐尖精度高,衍射效率高,零級影響小
★ 多焦點DOE基於單個像素點進行結構設計,可靈活調整焦點個數、焦點間距和焦點能量分布
★ 搭配4f係統使用,可靈活調節加工尺度

焦點整形效果及產品參數概覽


應用案例


LUBON 多焦點DOE可用於(yu) 透明脆性材料的隱形切割,得到較為(wei) 平整的切割斷麵。光束經過多焦點DOE的整形作用,得到了4焦點、均勻能量分布、焦點間距為(wei) 7 μm的多焦點光束,光束作用於(yu) 透明脆性材料平片內(nei) 部,觀察其切割斷麵,可見在傳(chuan) 播方向上形成對應4個(ge) 焦點的均勻裂痕。 

LUBON 多焦點DOE用於透明脆性材料隱切的斷麵形貌示意圖

LUBON 焦點整形DOE還成功應用於(yu) mini led切割等方向。

LUBON 長焦深DOE(衍射錐鏡)常基於(yu) 其切割解決(jue) 方案,與(yu) 其他光學元件以加工頭模組的形式集成於(yu) 一體(ti) 進行出售,為(wei) 用戶免除了複雜的配套元件選型工作,降低了光路調試難度。詳細參數請見:LUBON——貝塞爾加工頭。


其他整形光束DOE


除了激光加工領域中常用的勻化、分束、焦點整形功能,LUBON的DOE產(chan) 品具有極高的定製自由度,可以通過逐像素點的結構設計和高精度的加工工藝,實現渦旋光場調控、艾裏光束轉換、激光模式轉換、透鏡匯聚發散、環形光束整形、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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