激光束整形常 🐧 用 🦈 方法:
1. 衍射光学元 🐴 件 (DOE)
使用表面 🌼 浮雕衍射光栅来改变激光束的相 🕷 位 🐒 和振幅分布。
2. 空间 🕷 光调 🐼 制器 (SLM)
电子可寻址的液晶或其他可变透射或相移元件,用 🦈 于操纵激光束的相位和幅度。
3. 波前 🐴 传感器和校 🐛 正器 🌺
测量激光束的 🐈 波 🐅 前畸变并使用纠 🪴 正元件(例如自适应光学系统)进行校正。
4. 模 🕊 式转换器
使用光纤 🌻 或光束准直器等元件将激光束从一种模式转换为另一种模式。
5. 波 🌲 导 🦟 传输 🦄
利用光纤或其他波导来整形激光束的 🌴 透镜特性或空间分布。
6. 非线性光学方 🪴 法
使用非线性光学晶体(例如频率 🐳 加倍器)来产生具有不同特征的激光束。
7. 超 🐧 表 💮 面 ☘
由纳米结构阵列 🐵 组成的元 🦁 件,可以 🦍 灵活地控制激光束的波阵面。
8. 自由空间光 🦍 束整形
利用透镜、光阑和反射镜等光学元件来重 🐧 新整形激光束。
9. 相位掩 🐧 模 🌴
包含预 🐘 定义相位 🦁 模式的薄膜或光刻图案,用于整形激 🌵 光束的波阵面。
10. 偏 🌲 振 🦟 整形 🐟
使用偏振片、半波片或四分之一波片等光学 💮 元件来 🕸 控制激光束的偏振状态。
激光束是一种高能量、定向的电磁辐射,由受激发射 🐼 产生的。
“激光”是“光”放大通过受激辐射的缩写,描述了 💐 激光束产 🕷 生过程中的关键原理。
原理:激光束通过一个称为“增 🐝 益介质”的材料产生增益 🌾 介质。包。含受激原子的集合
外部能源(例如光或电)激发增益 🐒 介质中的原子,将电子提升到更高 🦆 能级。
当受激 🐯 电子返回其基态时,它,们会发射光子称为 🐒 “自发 🐠 发射”。
这些光子与增益介质中的其他原子相互作用,引,起受激发射 🦋 产生更多具 🐳 有相同相位、频率和方向的光子。
这种受激发射过程产生一个强度迅速增强的、高度聚 🦁 焦的 🐕 电磁辐射束,称为激“光束 🦍 ”。
特点:单 🐎 色性:激光束由单一频率的电磁辐射组成。
相干性:激光束中的所有光 🐼 子都具 🐡 有相同的相 🌷 位和频率,产生高度相干的光束。
平行性:激光束以非常小的 🌷 发散角 🐯 传播,产生准直、定向的光束。
高功率:激光束可以集中大量 🐈 的能量到一个 🦋 很小的区域。
应用:激 🌳 光束在各种技术和科学领域有广泛的应用 🍀 ,包括:
光纤通信激光 🐠 切割和焊接 🌷
光 🌲 学 🐈 显微镜 🐎
激光测距和 🌳 传 🐋 感 🌿
科学研究和医 🦟 学成像
激光 🐴 光束整形器 🦅
定义激光光束整形器是一种光学元件或设备,可,以改变激光束的空间模式例如波前光、强分布或偏振态 🐋 。
原理激光光束整形器利用各种光学技术来修改激光束的特性。这些 🐱 技术包括:
透镜:可以聚焦、发散或准 🕸 直激光束。
衍射光栅:可以产生衍射光束,具有特定 🌹 的空间模 🦁 式。
空间滤波器 ☘ :可以去除不 🦅 需要的光成分,例如散射光或高阶 🦆 模式。
啁啾光 🕊 栅:可以控制激光束 🐝 的时域特性。
相位掩模:可以修改激光束的波前 🦢 ,从而改变其光强分布或偏振态 🐯 。
应用激 🐧 光光束整形器在 🐒 各种应用中至关重要,包括:
激光加工:改善 🐋 切割、焊接和钻孔等工艺中的精度和质 🐘 量。
光通信:提高光纤传输中的数据速率和可 🐺 靠性。
医学成像:提 🦈 供具有更高 🦉 分辨率和对比度的图像。
激光投影:生成 🌴 更明亮更、均匀的投影图像。
激光显示:允许小型、高效 💐 的激光 🌷 显示器。
类型根据其功能,激光光束整 🐯 形器可以分为以下类型:
单模光束整形器:产生具有 🌼 单一横向模式的激光束。
多模光束 🌼 整形器:产生具有多个横向模式的激光束。
均质光束整形器:产 ☘ 生具有均匀光强分布的激光束。
结 🐱 构光束整形器:产生具有特 🐵 定空间模式(例如环形或高斯)的激光束。
偏振光束整形 🦅 器:改变 🐳 激光束的偏振态。
选择选择激光 🕊 光束 🦁 整 🌻 形器时,需要考虑以下因素:
所需的激 🪴 光束模式激光束的所需:波前光、强 🕸 分布和偏振态。
输入激光 🌷 束的特性输入激光束的:波长、功率和光束质量。
应用:激光光束整 🐋 形器将在其应用中执行的 🌺 功能 🌺 。
通过仔细选择和使用激光光束整形器,可,以提高激光 🐵 器系统 🦋 的性能和效率从而扩大激光技术在各种应用中 🐯 的可能性。
激光光束是由激发光源发射的,具有高度相干、单色性 🦁 和方向性的光束。
特性相干性:激光光束中的光波具有高度相位和频率协 🍀 调性。
单 🌻 色 🐕 性:激光光束通常仅在非常窄的 🌷 波长范围内发光。
高方向 🦄 性 🌻 :激光 🕷 光束可以聚焦成非常小的光斑,具有很高的光束质量。
高 🦆 强度:激光光束可以产生非常高的功率密度,使其 🐯 能够穿透或切割材 🐎 料。
非发散性:激光光束可以传播很 🦍 长的距离而几乎不 🐡 发散。
生成激光光束是在受激 🌴 发射过程中产生的受 🐳 激发射的光。谱增强通过放大自发辐射,导。致生成高度相干和单色的 🦄 光
类型激光光束的类型取决于用于产生它们的增益介质。常 🐶 见类型包 🐘 括:
固体激光器(例如 🌹 红宝石激光器、掺钕钇铝 🦟 石榴石激光器)
气体 🦟 激光器(例如氦氖激 🐯 光器、二氧化碳激 🌿 光器)
染料激 🪴 光 🌴 器
半导体 🐟 激光器
光 🐕 纤激 🌵 光 🌷 器
应用激光光 💐 束有 🦁 广泛的应用,包括:
材 🐴 料加工(切割、焊、接雕 🐧 刻)
医疗(手术、激光 🐛 治疗)
通信(光纤通信、激 🌹 光雷达)
科学研究(光谱 🐯 学、激光冷却)
军事(激 🐠 光制导武 🐱 器激光 🍀 、雷达)