衍射消色差透镜突破传统光学局限,为355/532/1064nm三重波长提供衍射极限性能。相比折射方案,其单片熔融石英结构实现零球差/色差校正,热离焦系数低至1.1μm/°C,激光损伤阈值提升3倍以上。支持波长瞬时切换与多波长同步聚焦,消除传统双合透镜的尺寸笨重、热漂移和粘合失效风险。Zemax仿真验证:在150mm焦距下,峰值功率达折射方案的3-25倍,尤其适配超快激光加工。此技术填补了工业级多波长精准聚焦的市场空白,为紫外钻孔、铜烧蚀等精密制造提供颠覆性解决方案。
我们一站式供应各种类型的衍射消色差透镜,三重波长聚焦透镜,多阶衍射透镜,熔融石英透镜,可提供选型、技术指导、安装培训、个性定制等全生命周期、全流程服务,欢迎联系我们的产品经理!
许多激光材料加工应用都是为特定优化波长而开发的,例如紫外玻璃钻孔、红外烧结和可见光铜烧蚀。激光谐波技术允许在红外、可见光和紫外光谱之间快速切换。市场显然需要通用设备,这些设备能够利用不同波长执行不同工艺,且精度高,无需中断连续工作。
为满足这一需求,Holo/Or 开发了衍射消色差透镜,该透镜包含针对高功率激光器(如 Nd:YAG 激光器及其谐波)的球差和色差校正。
常规基于折射聚焦透镜的解决方案存在色差,并且根据系统的数值孔径 (NA),它也可能存在球差。
解决这些像差的一种方案可以是双合/三合消色差透镜,它通过特定组合不同折射率的材料,以在所需波长上实现衍射极限性能。该解决方案的缺点包括:
不紧凑
存在热焦点漂移
由于使用有限激光损伤阈值 (LDT) 的透镜材料和粘合工艺,导致激光损伤阈值低
市场上没有针对 355nm、532nm 和 1064nm 三重波长有效的折射消色差透镜,这使得衍射消色差透镜独树一帜。
衍射消色差透镜提供衍射极限性能(无像差),结构紧凑(单片窗口形式),热敏感性低得多,具有高激光损伤阈值(熔融石英材料),并且适用于超短脉冲应用。
该衍射消色差透镜在所有设计波长下都能完美工作,因此可以在切换工作波长时,系统无需任何调整即可继续以最佳状态运行。衍射消色差透镜在需要将两个或三个波长同时聚焦到同一点的应用中也很有用。
这种类型的消色差衍射透镜也称为多阶衍射透镜(“MOD lens”)。
对照表
参数/解决方案 | 常规熔融石英透镜 | 折射消色差透镜 | 衍射消色差透镜 |
球差校正 | ✘ | ✔ | ✔ |
色差校正 | ✘ | ✔ | ✔ |
紧凑性 | ✔ | ✘ | ✔ |
热离焦系数 [µm/°C/K] | -21.1 | 取决于所用材料 | 1.1 |
激光损伤阈值 (LDT) | 高 | 低 | 高 |
高效率 | 接近 100% | 接近 100% | >90%(针对设计波长) |
标准产品规格
产品型号 (PN) | 焦距 [mm] | 元件厚度 [mm] | 元件直径 [mm] | 通光孔径 | 材料 | 设计波长 [nm] |
TW-001-UQI-Y-A | 150 | 3 | 15 | 12 mm | 熔融石英 | 355, 532 和 1064 |
针对有效焦距 150mm 及入射高斯光束直径 8mm 的不同解决方案的模拟
常规熔融石英透镜
YAG-BBAR 折射消色差透镜(针对 500-1100nm 波长校正,因此无法使用 355nm)
紫外到近红外校正三合透镜(针对 193-1000nm 波长校正,因此无法使用 1064nm)
衍射消色差
如下图所示,衍射消色差透镜的峰值功率比针对 500-1100nm 校正的 YAG-BBAR 折射消色差透镜高出约3倍,比紫外到近红外校正三合透镜高出约25倍。
此外,衍射消色差透镜针对 355nm、532nm 和 1064nm 三重波长进行了校正,在市场上无可匹敌。