マイクロ・ナノ光学

マイクロ・ナノ光学

DOE 回折光学情報の概要

回折光学レンズまたはコンピューター生成ホログラム(CGH)としても知られる回折光学素子(DOE)は、光の揺れ特性を利用してその機能を実現する光学部品です。

通常、DOEは、事前に設計されたパターンで光を回折する構造を持つ光学窓の表面上のマイクロレリーフ構造です。 これらの微細構造の高さを調整すると、特定の設計波長に対して望ましい位相遅延が生じます。 したがって、DOEは、特定の波長で特定の光学機能を実行するように設計されていることがよくあります(つまり、単色光用のレーザーシステム)。 下の図は、ナノインプリントプロセスに基づいて製造されたDOE製品の物理電子顕微鏡図を示しています。

DOE回折光学系の利点

DOEは、入力ビームの位相に対して複雑な数学関数を実行し、さまざまな形状や構造の出力ビームを生成してシステム性能を向上させるために、さまざまなアプリケーションで使用されています。 さまざまな用途に応じて、DOEは通常、ビーム整形、ビーム分割、構造化光、多焦点、およびその他の特殊なビーム生成に分けることができます。 各カテゴリには、異なる原則、設計、およびアプリケーションの特性があります。

回折ビームスプリッター(ドットマトリックスビームスプリッター)は、最も基本的な回折光学素子の1つであり、入力ビームと同様の特性を持つ複数のビームを生成でき、互いに所定の距離があり、その機能は、単一の入射光を複数のビームに分割することであり、各光ビームは元のビームの特性を持っています(パワーと伝播角度の変化を除いて、初期ビームの直径、発散角、波面分布は変化しません)。 ビームスプリッターの出力は、1次元配置または2次元配置にすることができ、ビームスプリッターの表面に回折パターンを設計することによって、ユーザーが配置を完全にカスタマイズできます。 同時に、出力ビームの数、ビーム間の角度、直線の長さと数を任意にカスタマイズできます。 1次元ビームアレイ(1×N)または2次元ビームのマトリックス(M×N)が含まれます。 ビームスプリッターの代表的な用途には、レーザー落書き、レーザー穿孔、医療/美容アプリケーション、3Dセンシング、プロジェクションなどがあります。

ビームの平坦な上部分布を生成するための回折ビームシェイパーまたは回折ディフューザーもあり、スポットの平坦領域の外側のエネルギーの急激な「ドロップ」で動作し、エネルギーが無駄にならないように必要なしきい値の正確なエネルギーレベルを保証するように設計されています。 フラットトップ回折ビームシェイパーは、通常、エネルギーコストが重要な要素であり、高精度の処理が必要な高出力材料処理アプリケーションで使用されます。

ビームホモジナイザー(ディフューザー)は、コリメートされた入力ビームを均一な強度の出力ビームに変換します。 あらゆる波長と形状で動作します。 ビームホモジナイザーは、明確に定義されたビーム形状と強度分布のランダムな分布が必要な多くのアプリケーションで役立ちます。 ビームホモジナイザーは、マルチモードレーザービームの使用においてシングルモードレーザーよりも利点があり、コヒーレンスが低いとスポットの視認性が低下し、出力光の強度がより均一になります。

上記の製品に加えて、他にもあります