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紫外激光器

準分子激光均束方法

星之球激光 來源:科學網2011-08-08 我要評論(0 )   

準分子激光器已成為(wei) 紫外波段最有效的輻射源之一,由於(yu) 其波長短、光子能量大、脈寬窄、脈衝(chong) 功率高,對材料刻蝕的縱橫尺寸能高精度控製等優(you) 點,近年來被人們(men) 廣泛用於(yu) 微機...

準分子激光器已成為(wei) 紫外波段最有效的輻射源之一,由於(yu) 其波長短、光子能量大、脈寬窄、脈衝(chong) 功率高,對材料刻蝕的縱橫尺寸能高精度控製等優(you) 點,近年來被人們(men) 廣泛用於(yu) 微機械、微光學等微加工手段。在實際應用中,幾乎均要求準分子激光器輸出的光束強度分布盡量均勻,因此迫切需要采用一些方法使激光光束能量分布均勻。準分子激光均束方法很多,主要有以下幾種能實現準分子激光束的能量均勻化。

 

 

 

棱鏡法:

 

當一束光強分布近似高斯函數的準平行激光束,通過棱鏡時,光束被四麵棱鏡分成四束光束,四束光束在X-Y麵上疊加後,光束分布均勻性有較好改善。在X-Y麵上的一點的(x,y),經過四麵棱鏡後,X-Y麵上的光強變化百分比小於(yu) 3%,激光傳(chuan) 輸率可達94%,用棱鏡法可以獲得輸出光束很好的均勻效果和較高的激光傳(chuan) 輸率,但棱鏡法的均勻效果僅(jin) 在輸入光束嚴(yan) 格對稱時才獲得理想的效果,並且獲得均勻光束截麵的位置極嚴(yan) 格的對應於(yu) 光楔的角度。

 

反射鏡法:

 

當一束光強分布近似高斯函數的準平行激光束經過透鏡L1聚焦到反射鏡M1上,經過一次反射後,其能量分布將按照發生光束方向的改變和能量疊加現象,同樣經過透鏡L2和反射鏡M2後,光束將再一次疊加。這樣經過多次的光束疊加後,其初始的高斯光束能量分布將被均勻化。用反射鏡法也可以獲得輸出光束很好的均勻效果和較高的激光傳(chuan) 輸率,但反射鏡法的裝配和調試極為(wei) 困難。

 

萬(wan) 花筒法:

 

當光強分布為(wei) 近似高斯分布的入射光以最大入射角θmax 進入光波導後,隻有和透鏡光軸平行的或和光軸成一較小夾角的光線不經過反射直接通過波導管,其餘(yu) 入射光的光線將在波導管內(nei) 產(chan) 生反射到達輸出麵的不同點上。萬(wan) 花筒法製作、裝調簡易,成本大大降低,能方便地改變輸出光斑的大小,但此係統的傳(chuan) 輸損耗較大。

 

柱麵鏡法:

 

由四片柱麵鏡圍成一個(ge) 中空的方形結構,每片柱麵鏡安裝在一個(ge) 精細調整架上,通過調節可以控製中空部分的尺寸和形狀,激光照射在裝置上,中空部分激光直接透過,照射在邊緣柱麵透鏡上的光將補償(chang) 到中間光的弱光強部分,通過計算柱麵鏡的參數和適當調節調整旋鈕,就能得到均光效果,這種方法的優(you) 點是光束透過率較高,均光效果較好,但設計人員要求較高,設計人員需要計算鏡片參數及設計高精度的微調機構。

 

複眼透鏡列陣法:

 

蠅眼透鏡陣列聚光係統由m×m片焦距和尺寸相同的小透鏡組成的方形透鏡陣列L,透鏡列陣L把入射的準直光束波麵分割成m2束子光束,在靶麵上形成的光強分布實際是球麵聚光鏡將各子光束會(hui) 聚在其焦平麵上的光強的積分。使用透鏡陣列聚光係統,即使在入射光束近場分布均勻性很差的情況下,仍然可以在焦平麵上得到均勻的光照效果。

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