Diffraktive optische Elemente für energieeffiziente und hochpräzise Laseranwendungen

Mit einem diffraktiven Strahlformer modifizieren Sie die Intensität und die Phasenprofile von räumlich kohärenten Lasern. Durch die phasenrichtige Manipulation des Eingangsstrahls lassen sich nahezu beliebige und vor allem Speckle-freie Intensitätsprofile im Ausgangsstrahl erzeugen. Hierzu benötigen Sie eine genaue Kenntnis des Eingangsstrahl- und Phasenprofils.

So optimieren Sie die Performance und Gesamteffizienz Ihres Systems – zum Beispiel bei der Lasermaterialbearbeitung, im Bereich Lithographie und holographischer Belichtung sowie bei biomedizinischen Geräten und optischen Sensoren.

Mit unseren hochleistungsfähigen Strahlformern erzeugen Sie gleichförmige Top Hat-, Kreis- oder rechteckige Intensitätsprofile genauso wie beliebige Verteilungen und Geometrien nach Ihren eigenen spezifischen Vorstellungen und Anwendungen. Unsere Strahlformer haben wir so entworfen, dass sie optimal mit monomodigen Eingangsstrahlen funktionieren. Für die Anwendung mit Multimode-Lasern fertigen wir auch refraktive oder diffraktive Diffuser sowie Homogenisierer. Sie decken den Wellenlängenbereich von DUV bis LWIR ab.

Diffraktive Liniengeneratoren

Single-Mode-Laser, wie Festkörperlaser, Diodenlaser, Gaslaser und frequenzverdoppelte bzw. -verdreifachte Laser weisen ein Gauß-Strahl-Profil auf. Diese können nicht ohne Weiteres für gleichförmige Belichtungsanwendungen eingesetzt werden.

Diffraktive Liniengeneratoren von Jenoptik wandeln einen Gauß-Laserstrahl durch ein einziges Flächenelement ohne weitere Optik in ein gleichförmiges eindimensionales Top Hat- Profil. So nutzen Sie diese optimal und energieeffizient für Prozesse bei der Materialverarbeitung, wie für das Glühen oder die Rekristallisierung von Halbleitern und dünnen Schichten.

Diffraktive Strahlteiler von Jenoptik teilen einen einzigen einfallenden Laserstrahl effektiv in mehrere, sich nicht überlappende Strahlen. Abstände, Intensitätsverhältnisse und die symmetrische Verteilung der Strahlen sind dabei frei wählbar und werden durch die periodischen Mikrostrukturen des Strahlteilers sehr genau und wiederholbar festgelegt. Gleichzeitig bleiben Divergenzwinkel, Durchmesser und Polarisierung des Eingangsstrahls erhalten.

Die durch den Laser emittierte Energie wird besser verteilt und so die Effizienz und Performance verbessert. Dadurch nutzen Sie die hochpräzisen diffraktiven Mikrooptiken zum Beispiel optimal für LIDAR-Anwendungen bei der Farbentrennung, der Materialbearbeitung bei chirurgischen Eingriffen und in der Messtechnik. Außerdem erzielen Sie beim Laserschweißen bessere Ergebnisse, wenn Sie mehrere Laserstrahlen mit festgelegten Winkelabständen und Leistungsverhältnissen einsetzen und so zum Beispiel den Wärmeeintrag ins Material optimieren.

Für Ihre spezifischen Anwendungen bietet Ihnen Jenoptik auch polarisierende Strahlteiler, mit denen es möglich ist, die s- und p-Polarisation aufzuspalten und im Intensitätsverhältnis zueinander anzupassen.

Diffraktive Diffuser von Jenoptik setzen Sie ein, um einen monochromatischen Laserstrahl aufzunehmen und das Licht in so gut wie jedes gewünschte Muster umzuverteilen.

Wie der diffraktive Strahlteiler erzeugt der Diffuser aus einem Eingangsstrahl eine Vielzahl von Ausgangsstrahlen, die in Winkel und Intensität kontrolliert werden können. Im Gegensatz zum Strahlteiler überlappen diese Strahlen allerdings und interferieren damit und erzeugen eine neue, homogenisierte Verteilung.

Dadurch eignet sich diese Optik neben refraktiven Homogenisierern ideal für Laseranwendungen, bei denen der Laserstrahl in einer definierten Form benötigt wird. Zudem erzielen Sie damit eine gleichförmige Leistung für einen spezifischen Bereich in einem bestimmten Abstand von der Lichtquelle. Die optischen Elemente erreichen eine Uniformität von 3 bis 5 Prozent, wobei die Form der Lichtverteilung rund, rechteckig oder völlig beliebig gewählt werden kann.

Unsere diffraktiven Diffuser besitzen einen streng kontrollierten Abstrahlwinkel, der Ihnen besonders hohe Effizienz garantiert. Sie sind nicht ausrichtungsempfindlich und wirken sich nicht auf die Polarisierung des Eingangsstrahls aus. So nutzen Sie diffraktive Diffuser zum Beispiel optimal, um bei Anwendungen, wie Fernerkundung und LIDAR/LADAR, große Bereiche schnell abzutasten. Dabei decken die Diffusoren den Wellenlängenbereich von DUV bis Infrarot ab.

Die diffraktiven Gauß-Generatoren von Jenoptik sind ein spezieller Typ der diffraktiven Diffuser und eignen sich ideal für Hochleistungslaser wie Excimerlaser, Stickstofflaser oder Diodenlaser. Sie wandeln nicht-gaußförmige Laserstrahlen in genau abgegrenzte, reproduzierbare gaußförmige Fernfeldprofile.

Solche Intensitätsprofile nutzen Sie optimal für übereinanderliegende Laserstrahlbearbeitung – zum Beispiel bei der Materialbearbeitung, der medizinischen Laserbehandlung, der Drucktechnik und für Messsysteme. Dabei bieten wir Ihnen DOEs für Wellenlängen von UV bis NIR.

Multipolige Pupillenbeleuchtungen benötigen Sie, um in Maskenprojektionssystemen die höchste Auflösung zu erhalten. Diffraktive optische Elemente (DOE) von Jenoptik erzeugen solche Verteilungen effektiv und mit hoher Genauigkeit und Uniformität innerhalb und zwischen den einzelnen Polen.

Für alle unsere diffraktiven Elemente verwenden wir hochqualitative Materialien. Das sorgt für besonders hohe Lebensdauer, sogar bei intensiver UV-Laserbestrahlung.