顶帽光束整形器能够切割薄膜，例如有机发光二极管的薄膜，缩小了热影响区域的范围，提高了效率
运用平顶光束整形器缩小热影响区域
对于有机发光二极管（OLED）屏幕不断增长的需求，促使人们寻找更好的激光薄膜切割解决方案，这种解决方案需要更高的功率和更好的加工质量。
制造商目前面临的一个问题就是缩小切口边缘附近的热影响区域（HAZ）。为了缓解这一问题，提出的一种解决方案是使用短脉冲CO2激光来缩小热影响区域（HAZ）。
另一种可能的解决方案就是，使用顶帽光束整形器，以减少激光加工区域的边缘宽度，从而缩小热影响区域（HAZ）。
顶帽激光束整形器是什么？顶帽激光束的含义
顶帽光束整形器是一种衍射光学元件，用于将高斯单模光束的能量分布改变为更理想的能量分布。这些元件主要用于将输出光束整形为一个具有尖锐边缘的平坦的、分布均匀的光束。顶帽光束整形可以产生各种形状的光斑，包括线形、圆形、正方形或矩形光斑，所有光斑都具有平顶强度。也可以设计和制造自定义形状的元件。
与具有相同阈值区域大小的高斯分布相比，顶帽光束轮廓的边缘更清晰。这意味着暴露在光束下的面积更小，热影响区域应该缩小。
由于薄膜切割是一个阈值过程，其特征在于，待加工的某个区域必须达到某个阈值激光能量密度。对于这样的加工过程，平顶能量分布具有非常理想的优势。
与大多数激光束的高斯光束剖面不同，其中高斯光斑的宽度（高于工艺阈值）与能量成正比，平顶能量轮廓的特征在于脉冲能量与高于阈值的光斑尺寸之间几乎没有相关性。这意味着，与通过高斯能量分布完成的等效切宽相比，使用最大脉冲能量较低的激光也可以实现相同的结果。较低的能量意味着，当使用顶帽激光光束整形器来获得平顶光束时，边缘的能量更少，热影响区域更小。
衍射顶帽光束整形器与激光薄膜切割的集成
衍射平顶光束整形器通常很容易集成到用于薄膜切割应用的现有的激光机中。这种机器通常通过载物台扫描头部，或者通过使用检流计和平场扫描镜（F-theta）设置来引导激光束方向，创建切割路径。在这两种情况下，使用Holo/Or衍射光学元件中的某一种衍射光学元件来获得顶帽激光束轮廓都非常简单，因为您只需将一个单一的、扁平的、类似窗口的组件集成到现有的光路中，使得集成变得更加简单。
成功使用平顶激光整形器的主要要求是：
- 单模输入光束，M2<1.3（通常或大多数情况下为CO2激光器）
- 光束直径+-设计光束整形器输入直径的5%
- 扫描仪、透镜和所有其他光学元件的通光孔径，至少为输入光束尺寸的X2倍。
TL；DR – 问答总结
问：顶帽激光束整形器是什么？
答：顶帽光束是一种平面衍射光学元件，其接收单模高斯光束作为输入，并输出具有形状可控（正方形、矩形线形或圆形图像）的平面光强光斑。
问：如何在加工方面考虑缩小热影响区域（HAZ ）?
答：通过缩小激光照射的边缘区域，降低峰值激光功率，可以缩小热影响区域-顶帽光束整形器可用于这两个目的。
问：为什么平顶分布有助于缩小激光薄膜切割的热影响区域？
答：因为大多数切割过程是阈值过程，使用平顶强度时，“浪费”能量的较少，并且使用较少的能量可以获得相同的结果。这意味着，相对而言，在整形处的锋利边缘能量较少，因此热影响区域范围也较小。
问：如何将顶帽光束整形器集成到我的系统中？
答：顶帽光束整形器可以很容易地集成到大多数系统中，因为它是一个单一的薄型元件，几乎可以放置在光路的任何位置。光束尺寸和中心位置是主要公差。
