激光分束鏡的原理，多光點分光鏡的原理、分離角和雜散光分析
分束鏡在光纖耦合中的應用，光纖通信分光鏡（7,19,37光點），用于打孔的分束鏡，鉆孔分光鏡DOE

一、Holoor激光打孔：衍射光學分束鏡的優勢
現代許多的應用方案中，都需要有穿孔的薄板材料，這些小孔的直徑從10微米到100微米量級。在包裝行業中，有孔的塑料、金屬板、紙盒或金屬箔可以起到一些**的作用。過濾器中的微孔可過濾香煙，管道中的孔利于液體或氣體排放，以及汽車安全氣囊金屬板的預弱化。

	激光打孔的基本配置包括脈沖激光、透鏡、可移動的反射鏡、旋轉控制。每一次激光脈沖可在材料上產生一個孔洞。在激光脈沖的間隔，薄板材料可以移動或調整鏡片角度來改變激光光束的方向。激光打孔提供高速和準確的定位，材料上不留下任何痕跡，在許多工業應用上，它正在取代機械打孔機。

激光打孔產出均勻的孔設計
	
激光打孔系統在達到高生產量的同時，還能保持穩定的足軌跡，并在一個節點上生產出精確和干凈的孔。這套系統的性能通常可以通過一個單獨的衍射光學分束鏡，而很容易地進行參數調整。對于一些應用方案來說，這一點尤其適用，因為系統通常需要在一個薄層中燃出大量的孔洞。


工作原理

	衍射光學分束鏡將主光束復制分成所要求的光束數量，這些光束通過*的角度，投射到一維或二維的陣列中。每個重復光束的輸出直徑等于輸入直徑(如下圖)。

	光束分束鏡使同一部件上的多個位置同時打孔，并能在各點之間達到非常精確的距離。這些位置的位置是嚴格對齊的。這種具有成本效益的DOE元件提供了更快的加工速度和更好的對齊方式，并且常常消除了移動x – y位置的需要。
	光束分束鏡在正入射角輸入一束平行光束，并以不同的角度產生許多準直光束。這些光束可以通過聚焦透鏡轉化為光斑點。如果透鏡被放置靠近衍射元件，它可以聚焦所有的光束。在下圖中定義了兩點和三點式光束分束鏡的分離角

圖2：分離角的定義。

激光分束光學系統典型設置
	典型的設置包括激光脈沖、衍射光學分束鏡或光學元件(DOE)、一個聚焦透鏡、一個可選的掩膜罩和轉動控制。
	激光以固定的重復頻率產生脈沖，通過光束分束鏡產生了一系列穩定的激光光束。聚焦透鏡將這些光束轉變成焦點平面上的一個個光點。一個旋轉的加工臺上附著一層材料，它使得每個激光脈沖在特定位置穿孔。低強度的次級小光斑/光束可以被掩罩篩選消滅，加工過程中需要保持被打孔的薄層材料邊緣的干凈。

分光DOE鏡片特征：
衍射光學分光DOE鏡片有以下特點:
? 準確的角度分離，轉化為精確的孔節點或洞間距離。
? 固有對齊方式，所有的工作都是由一個光學元件表面上的一個衍射圖案完成。因此，角度分離并不依賴于兩個或多個分立元件的對準，*特別對準。
? 高功率閾值。典型的元素由純熔融石英或高功率閾值ZnSe組成。
? 能量一致性好。可以很好的控制不同光點之間的一致性(±1% 1×2和2×2分割)，我們也可以提供特定的能量分配設計（光點之間能量按設計分配）。
? 可選的基于“增大化現實”技術/ Ar涂層。這減少了反射率，提高了效率。
? 對x - y - z位移不敏感，即使光束分束鏡改變x - z位置，斑點也會保持原來的位置不變。
? 可旋轉。產生的斑點和分束鏡DOE一起旋轉。

分束鏡使用的注意事項
	根據設計的不同，高達20%的能量將被分束到不需要的位置上，這些是高級次的衍射光，這些級次的光點能量大概為正常光點能量的5%到10%。光點的數量和角度取決于設計。用戶可以在購買之前聯系維爾克斯光電確認詳細參數。
	分束可以配合一種金屬掩膜使用，金屬掩膜的作用就是阻擋不需要的光束，消除這些低能量點可能產生的任何負面影響。Holo /Or聯合維爾克斯光電公司可提供關于這些位置設計的信息。我們也提供抑制高衍射級次的分束鏡，這種設計的DOE讓高級次衍射光只有可忽略不計的能量(< 0.5%的依賴于設計)。

圖3：典型的分束鏡激光加工設備結構，帶有金屬掩膜

	高級次衍射的20%能量可能會對材料加熱，使材料的折射率隨溫度的升高而變化，光學的焦距也隨之變化。這種效應通常成為實質性的只有當光學元件的溫度達到80°C或更高。這些溫度通常只能通過強大的激光來達到，或者是由于鏡片通風不好。解決這個問題有兩種方法:一是改善空氣中的通氣。二是設計光學在較高平衡溫度下運行良好。
	分裂器對x - y - z位移是不敏感的，但對旋轉敏感。通常情況下，可以通過試錯法進行安裝，例如，用激光紙打點找到合適的角度，如果沒有對齊，就相應地旋轉部分。更好的方法是通過刻槽標記，這些可以用旋轉軸的大約0.1度的精度來制作。

分束鏡的主要參數：光束數量、總效率、角度精度、能量均勻性、0級衍射光能量、高級次光的較大能量，下面表格給出了不同分束光點時的一般數據。

Element Type	Energy in  DesiredBeams	Angle Accuracy，n mRad	Uniformity± Between Beams	Energy in the Original Beam	Energy in Strongest Single Unwanted Angle
2 spots	79%	0.02	0.5%	<1%	4.50%
3 spots	82%	0.02	5%	28% (desired)	3.20%
4 spots	68%	0.02	2%	<2%	<4%
5 spots	75%	0.02	2%	15% (desired)	<3%
6 spots	84%	0.02	3%	<2%	<3%
7 spots	77%	0.02	3%	11% (desired)	<2%
8 spots	72%	0.02	3%	<2%	<2%
9 spots	76%	0.02	3%	8.5% (desired)	4%
10 spots	73%	0.02	5%	<2%	<2%
31 spots	84%	0.02	8%	3% (desired)	<1%
101 spots	81%	0.02	10%	0.8% (desired)	<0.5%

	對于重量和光點位置有固定要求的應用，我們可以提供一個單一的衍射元件——包含聚焦透鏡的光束分束鏡。

分束鏡在光纖耦合的應用

	衍射分束鏡可用于從激光器到光纖束的有效耦合。
	利用多斑可以均勻地將能量分配到纖維束的通道中，提高耦合效率。HOLO /OR聯合中國區代理商維爾克斯光電發布了7、19和37點DOE設計。


典型應用包括：:
光譜學
熒光顯微鏡
粒子檢測掃描
比色法
照明

一個典型的分束鏡光纖耦合裝置光學裝置包括一個多點和透鏡，如下圖：


光纖與六邊形分束鏡的耦合，具體產品選型請聯系維爾克斯光電的技術人員。

深圳維爾克斯光電專業代理美國、德國、以色列、法國等國家眾多**公司的光電產品，包括：
以色列Holo/Or激光微透鏡(DOE)，Holoor平**光斑DOE，光束整形器、激光整形、激光擴散鏡、勻化器、激光分束器、螺旋相位板、軸向多焦點、長焦深透鏡、激光光柵、激光縮放器、雙波長/多波長DOE、衍射相位片、激光微透鏡；
德國Menlo Systems公司C-Fiber,Orange飛秒光纖激光器，THz-TDS系統，太赫茲成像系統，光學頻率合成器、光梳、**快探測器；
美國Wilks含油分析儀 HATR-T2, CVH, TRANS-SP, ATR-SP水中油分析儀，紅外測油儀,InfraCal Tog/Tph Analyzer；
美國NOIR激光防護眼鏡、激光眼鏡、激光防護鏡、激光護目鏡：ARG, YLW, EC2, YG3, YRB，RB3, YPL, DBY, DBD, KTI, YG2, ND20, DD1, CYN, DI8, DI1；
法國Sofradir EC公司Electrophysics 7215紅外熱像儀，7290,7290A,7292M紅外相機、紅外CCD、紅外探測器、紅外傳感器；
以色列DUMA Spoton光斑位置分析儀，位敏探測器、Beamon光斑質量分析儀、Alignmeter準直儀、Angelmeter角度儀、M平方儀；
美國Scientech精密電子天平，激光能量計/功率計；
德國Firstsensor光電二極管PIN、雪崩光電管ADP、位敏二極管；
德國BATOP可飽和吸收鏡SAM、SOC可飽和吸收耦合輸出鏡、SA可飽和吸收體、太赫茲器件、THz光譜系統、TDS1010太赫茲時域光譜儀、THz Kit、PCA光導天線、太赫茲透鏡、THz聚焦鏡；
白俄羅斯Solar Laser Systems SHR/SHR-IR激光波長計、LQ系列1.5J大能量激光器、LQ529納秒激光器、LP系列光學參量振蕩器（納秒OPO）、LZ221激光喇曼頻移器、雙色散單色儀、原子力顯微鏡共聚焦光譜儀；
美國Solar Light SFP-290AS防曬指數測試儀、SPF-290S紫外防曬系數測試儀、防曬系數SPF測試系統；
德國Layertec飛秒激光分束鏡、寬帶鏡、啁啾鏡、GT干涉鏡；
美國FLIR公司T620/i3/i5/i7/e40/e50/e60紅外熱像儀；
美國Chroma公司濾光片、熒光濾光片、激光濾光片、顯微鏡濾光片、激光濾光片、瑞利濾光片、拉曼濾光片、帶通濾波片、高通/低通濾波片、二向色分束鏡；
美國Omega公司各種**濾光片、陷波濾光片、FISH濾光片、TIRF濾光片、二向色鏡、生物熒光濾光片；