平滑形状的激光束对于均匀激光加工至关重要。衍射漫射器能够生成平滑形状的激光束。
什么是平滑形状的激光束？
很多多模高功率激光器通过多模非对称叠加来构成光束分布。这种光束可以在其轮廓内部形成高强度和低强度区域，使得在激光加工过程中，不可直接使用这种光束。 另一方面，平滑形状的激光束是一种强度没有明显下降或达到峰值的激光束。可以利用激光均化器元件进行激光整形来生成这种光束。
如何利用多模激光器形成平滑形状的激光束？
通常通过激光整形生成平滑形状的激光束。衍射激光漫射器或激光均化器可以插入到光束路径中，并在一定距离处或透镜焦点处生成平滑形状的激光束。虽然简单的平滑形状激光器可以使低质量的激光均化器提高质量，例如磨砂玻璃漫射器，但是这些均化器不能提供任何整形功能。为了获得平顶、整形、平滑的激光光斑，衍射激光漫射器往往是最佳选择。
衍射漫射器如何产生平滑形状的激光束？
衍射漫射器是纯透射型相位元件。它们通常为平铺视窗，表面蚀刻有特定的地形轮廓。这种轮廓在入射激光束的波前相位上产生精确控制的相位延迟，导致能量扩散，从而在远场，使光束轮廓变成具有特定形状和尺寸的平顶光束。作为周期性元件，衍射漫射器对于中心并不敏感，并且由于其表面上的每个光点都能生成整个目标图像，所以对输入光束的形状和尺寸也不敏感。这意味着，即使输入不均匀的强度包络线，结果也将形成经过整形的平滑激光束。
激光整形漫射器对于激光加工的优势
许多激光工艺，例如激光焊接、激光皮肤治疗和激光退火等，都依赖于目标区域的均匀加热。通常情况下，需要在激光下多次暴露来覆盖治疗区域，在每次暴露时处理目标中的子区域。平滑形状的规则激光束往往具有类高斯轮廓分布，其中与边缘相比，光斑中心的照明强度更高。由于多个子区域需要重叠，因此在平铺多个子区域时，这种分布往往效率低下，从而给出不统一的结果。
但是，使用激光整形漫射器，所得到的轮廓可以是正方形或矩形平顶光斑，允许完全覆盖治疗区域而不会重叠。
此外，通过使用衍射激光束整形器，可以在同一组件中集成其他功能。例如，激光线分束器可以与激光漫射器结合使用，以生成平顶形状的光线阵列，例如多个矩形或圆形，然后扫描目标区域，以增加处理吞吐量。
因此，如果您在激光应用中需要平滑形状的激光束，请随时联系我们，即Holo/Or Ltd，我们很乐意为您提供激光整形方面的专业知识。
TL；DR – 问答摘要
问：什么是平滑形状的激光束？
答：平滑形状的激光束是一种激光束或光斑，在与工艺相关的尺度范围内没有较强的调制作用（例如，对于热处理而言，高频调制可能仍然是“平滑的”）。
问：如何获得平滑的激光束？
答：获得平滑光束的一个最佳方法是使用衍射漫射器或其他类似的激光整形器组件。
问：衍射漫射器如何产生平滑形状的激光束？
答：衍射漫射器的工作原理是将光束分裂成多个光束，并在给定的角度形状内将这些光束精确地重叠在一起
问：衍射漫射器对输入光束的形状、中心或光束大小是否敏感？
答：不，衍射漫射器对于这些参数并不敏感。但是，它们对激光波长非常敏感（与设计波长的偏差不超过2%）。
问：使用光束整形漫射器有哪些工艺方面的优势？
答：光束整形漫射器不仅能产生平滑形状的激光束，还能对照明区域进行整形，并给出一个平顶强度分布，这两者对于工艺处理量和质量都非常有用。
