光束分束,是把平均功率转化为产能的方式
单个光斑无法在不产生热累积的情况下消化不断提高的平均功率。多个低功率光斑可以,而衍射光学让这变得可行。
作者 LasersNews Desk··2 分钟阅读
超快光源功率稳步上升,而应用未必总能用得上。热累积限制了单个光斑在工艺失去非热特性之前所能沉积的功率。光束分束通过把同样功率分散到多个光斑上来解决这一点,让每个光斑都工作在当初使超快技术具有吸引力的那个区间内。
如何分束
衍射光学元件。 一片带图案的光学件把光束分成位置与相对强度经过设计的固定光斑阵列。高效、坚固,但不灵活:图案在制造时就已固定。
空间光调制器。 可编程液晶器件计算出全息图,产生任意光斑图案,可通过软件更改。灵活,但效率较低,刷新也较慢。
多光束扫描系统。 产生若干可独立偏转光束的光学布置。
收益在哪里是真实的
以重复图案处理大面积的应用受益最大:表面织构、薄膜图案化、穿孔阵列,以及相同孔的阵列钻孔。
由于这些光斑源自同一个光源,它们共享脉冲时序,在最简单的布置中无法被单独调制。这适合重复性几何,而很不适合任意几何。
均匀性问题
现实困难在于让各光斑完全相同。衍射元件产生的是设计好的强度分布,但制造公差、对准误差以及输入光束自身的分布,都会造成光斑之间的差异。
当工艺是阈值驱动的——烧蚀正是如此——微小的强度差异就会在结果上产生可见差别。阵列边缘的光斑经常与中心的不同。
表征并补偿这种差异,是多光束系统调试工作的很大一部分,而「演示」与「量产工艺」之间的差距通常就落在这里。
经济性
一台产出功率超过单光斑所能消耗的光源,其多余产能是被浪费的。分束以光学复杂度与均匀性控制为代价,把它转化为并行产能。
对于大面积批量加工,这笔账很有说服力——这正是多光束配置在显示、光伏与表面功能化设备中成为标准配置、而不再停留于实验室技术的原因。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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