相位板是一种轻薄的平面衍射光学元件，它在通过它传播的激光束上产生一种预先设计的相位分布。
背景：什么是相位板？
相位板是一种衍射光学元件，它将预先设计好的相位分布叠加在输入激光束上。这种相位分布可以是二进制的，即在相位板的某些区域之间产生半波延迟，或者也可以是连续的，并达到全波延迟。此相位分布将远场（即透镜焦点）处的激光强度分布转换为不同的分布。
在相位是周期性的情况下，例如在相位光栅的情况下，强度变为具有受控分离角的多个衍射阶。这就是我们在Holo/Or常说的光栅。在相位不是周期性的情况下，根据相位板叠加的相位分布，会出现各种光束整形效果。
相位板成形器的类型
在利用相位板对光束进行整形时，最有用的功能之一是模式转换。单模激光具有高斯光束分布，可以聚焦到高斯光斑。通常，不同于简单高斯分布的能量分布可以获得更好的处理结果。
二元相位板，例如我们的模式转换器，可以创建具有不同强度形状的各种分析模式。这些是不同阶数的Hermite-Laguerre模型，相当于TEM01、TEM11及更高阶。
另外， 涡旋模式可以由称作螺旋相位板（spiral phase plates）或涡旋相位板（vortex phase plates）的特殊相位板产生。这些是多级相位元件，其相位类似于一个圆形阶梯，产生具有一定拓扑电荷的涡旋模式。对于每一个拓扑电荷，该模式在焦点处产生一个不同的环形光斑， 中间有一个孔，将强度降至零。
螺旋相位板用于高功率激光束整形的优势：
用涡旋相位板对于高功率激光应用开发者和集成商提供了许多优势。这些应用范围包括：
- 可扩展成形–通过改变输入光束尺寸，螺旋相位板可以产生不同的环形尺寸，当光束直径改变时，所有形状尺寸线性缩放。
- 鲁棒整形-涡旋模式对于诸如孔径削波之类的干扰非常鲁棒，虽然对于均匀性有一些影响，但它与其他可用的整形方法（例如平顶整形器） 相比，灵敏度要低。这意味着可以使用更大的光束和更高的高数值孔径（NA）。
- 螺旋相位板和任何相位板一样，都是薄而轻的组件，易于集成到光学设置中。Holo/Or的涡旋透镜由单片材料（UV熔融石英或ZnSe）制成，具有高损伤阈值，使其适用于高功率应用，包括使用几千瓦激光器的应用
螺旋相位板在高功率工业激光加工中的应用
由于其自修复特性，涡旋相位板产生的光斑分布即使穿过相对边缘狭窄的孔，也往往能保持稳定。这使得这种光束在各种振镜扫描应用中非常有用，而高斯光斑通常会导致扫描线宽度上的强度不均匀。使用螺旋相位板有利于以下一些已知应用：
- 激光烧蚀去除材料（例如，太阳能电池板背面的钝化）。螺旋相位板用于实现均匀的扫描能量分布，这与holoor的 M型 光束整形器类似。
- 激光切割薄片或切割薄半导体晶片。在这种情况下，在横截面上有一个均匀的能量分布，以减少背面的碎屑和损坏非常重要。当在一条直线上扫描光斑时，螺旋相位板会产生这种分布。
- 激光多孔穿透钻孔，在这种情况下，能量最好消耗在钻孔直径上，而不是浪费在中心。在PCB激光钻孔中使用振镜+扫描仪设置就会出现这种情况。漩涡相位板生成的光斑能量分布在整个束腰保持不变，即使该束腰与不透明材质相交。
TL；DR – 问答
什么是相位板？
相位板是一种轻薄的平面衍射元件，可在穿过它的激光束上产生预先设计好的相位分布。
相位板能做什么？
相位板可以分离入射光，例如在采用分束器相移板的情况下，或者将光束成形为预先设计的分布，例如更高的模式或涡旋模式。
什么是螺旋相位板？在高功率激光加工中可以使用的地方？
螺旋相位板是一种特殊的相位板，它产生一种叫做涡旋模式的模式，当聚焦时，它看起来就像是一个环形光束“甜甜圈”。这种甜甜圈在激光烧蚀、切割和钻孔应用中非常有用。
