高帽衍射光学元件（DOE），又称“平顶”，是能够在具有锐边的所需形状中产生均匀能量分布的光束整形光学部件。本文对其工作原理以及平顶DOEs在LED紫外激光剥离应用中的使用进行了综述。
背景：微型LED激光剥离
相比标准LED，基于GaN的微型LED在效率、亮度、像素密度和工作包线方面都更具优势。这些LED都是通常生长在蓝宝石基板上的微小（30X20um）结构，必须将其分离出来才能结合到显示器的有源层上。该分离通过使用紫外线波长的激光剥离技术实现。GaN和蓝宝石之间的界面对激光能量进行了吸收，使结合减弱，从而能够在几乎不使用任何机械力的情况下实现分离。
近年来，我们在Holo/Or已经看到越来越多的人有兴趣使用精确平顶（帽状）光束整形器来形成精确的微型LED形状，用扫描实现区域处理。为此目的，平顶光束整形器的衍射高斯分布是首选方式，因为它们即使对于非常小的形状也能实现无与伦比的整形精度、均匀性和边缘陡度。
平顶整形器是如何工作的？
平顶整形器被设计用来通过在系统透镜的焦距处创建平顶激光束，产生均匀能量分布。这些分析型平顶光束整形器适用于相干的、单一模式输入，并且通常被设计用于TEM00高斯输入光束，其中M2<1.3。它们通过相前的平滑变化来进行工作，而不覆盖任何光束部分，从而形成一个光滑、无斑点的平顶强度剖面，具有非常高的转换效率。为了实现最佳整形，这些平顶整形器需要一个定义明确的输入光束直径、良好的对中精度以及激光等级、无偏差聚焦以及通光孔径至少为X2输入光束直径的转像系统。
在微型LED紫外剥离中集成平顶光束整形器的挑战
对于高斯分布到平顶光束整形器，微型LED剥离面临几种独特的挑战。
- 短波长（355nm、266nm）的使用限制了对适合本应用的平场聚焦透镜（F-theta）的选择。
- 所需形状通常都非常小（平顶能量剖面为35X20um矩形），但是通常要求边缘锐度为3-4um
- 为了实现这一边缘锐度，就需要一个小的衍射限制光点，因此F-theta中的NA就很高。
- 这一较高的NA F-theta通常具有很小的扫描范围，由于人们必须使用F-theta光束以避免平顶强烈变形，所以其扫描范围甚至受到更大限制。
Holo/Or如何应对这些挑战？
- Holo/Or提供所有波长的光束整形器，包括从深紫外线波长到紫外线波长（193nm-405nm）。这使我们的元件能够很容易集成到激光剥离的紫外扫描系统中，由于我们元件在扫描透镜的焦平面能实现最佳平顶，从而使其变得更加简单（也就是，它们不产生任何焦移）。
- 为了解决锐边要求，Holo/Or研发了稳定型平顶平顶整形器系列，它们具有更锐利的转移区。
- 通过与我们的战略性合作伙伴ScanLab进行合作，我们能够共同提供多级集成扫描系统如XLscan，能够扩大扫描范围使其超出F-theta的范围。
如何将我们的衍射平顶激光束整形器集成到您的紫外扫描系统中？
TL；DR – 问答总结
问：什么是微型LED紫外激光剥离
答：微型LED紫外激光剥离是一种使用高功率紫外激光来将微型LED从其生长的蓝宝石基板上进行分离的工艺。
问：微型LED激光剥离中为什么使用平顶光束整形器？
答：平顶光束整形器能够形成准确的仅覆盖微型LED本身的矩形，而不浪费能量或者破坏附近的单元。Holo/Or的衍射平顶整形器对于该等应用来说是完美的。
问：这一平顶应用的挑战有哪些？
答：主要的挑战就是所使用的短波、所需要的高NA、需要一个大的通光孔径来避免平顶形状变形、以及需要具有锐边的小矩形。
问：HOLO/OR平顶光束整形器是如何在这一平顶应用中解决这些挑战的？
答：我们的稳定平顶整形器提供市场上所有平顶光束整形器的最尖锐边缘，达到了衍射限值的一半。我们的纤薄和高功率兼容的纯紫外熔融石英元件很容易集成到具有高NA的扫描器+F-theta设置中，并且通过与我们的合作伙伴Scanlab进行合作，我们能够提供一个大扫描范围解决方案。
