Qu'est-ce qu'un diffuseur d'éclairage de panneau?

July 13, 2023

Un diffuseur optique est un élément optique qui disperse la puissance optique d'un faisceau entrant, c'est-à-dire étend l'énergie lumineuse du profil du faisceau, ce qui rend l'enveloppe d'énergie plus lisse que le faisceau entrant d'origine.

Il existe de nombreux types de diffuseurs optiques, y compris des éléments optiques holographiques et des diffuseurs parfaitement réfléchissants, mais dans cet article, nous nous concentrerons sur l'application de diffuseurs optiques dans les systèmes laser à haute puissance, à savoir les diffuseurs diffuseurs et les diffuseurs microlens.

Certaines FAQ sur les diffuseurs optiques

Qu'est-ce qu'un diffuseur optique?

Un diffuseur optique est un composant qui homogénéise et lisse le profil d'un faisceau de lumière. Certains diffuseurs optiques (diffuseurs de diffuseurs diffractifs) fonctionnent dans la transmission, tandis que d'autres (diffuseurs de microlens) fonctionnent dans la réflexion.

Comment les diffuseurs optiques sont-ils conçus?

La conception du diffuseur optique est basée sur l'angle, la courbe d'intensité et la forme souhaités. Les diffuseurs optiques diffractifs sont optimisés pour une seule longueur d'onde avec une précision angulaire extrêmement élevée, tandis que les diffuseurs de microlens de réfraction fonctionnent sur tout le spectre de transparence de leur matériau mais avec une précision moins angulaire.

Comment les diffuseurs optiques sont-ils produits?

Il existe de nombreuses méthodes pour produire des diffuseurs optiques de haute puissance, y compris des méthodes basées sur la lithographie et la gravure semi-conducteurs, et les méthodes d'ablation au laser ou de gravure assistée par laser.

Application du diffuseur optique dans le système laser haute puissance

Il existe de nombreuses applications pour les diffuseurs optiques dans les systèmes laser à haute puissance, certaines applications courantes incluent.

Traitements laser cosmétiques cutanés, y compris l'élimination des tatouages. En règle générale, les lasers dans de tels systèmes ont un profil d'intensité inégal, potentiellement endommageant des points chauds sur la peau du patient. C'est là qu'un diffuseur optique est utilisé et façonné en un point lisse de la bonne taille pour les résultats optimaux de traitement.

Soudage au laser, revêtement laser et recuit laser à l'aide de lasers à fibres multimode à cœur (> 100um). Dans de telles applications, où des faisceaux multi-kilowatts sont souvent utilisés, de grands diamètres (> 10 mm) sont nécessaires après collimation au laser en fibre pour éviter d'endommager le système optique. Ces faisceaux peuvent être façonnés par des diffuseurs optiques, en raison de leur nature hautement multimode et de leur manque de taches, pour réaliser des profils rectangulaires ou linéaires adaptés à certains processus industriels.

Lithographie profonde à base de laser, utilisant généralement des lasers excimères M2 très élevés. Ces lasers ont tendance à avoir des profils non uniformes ou instables, et un moyen courant de le faire est de l'utilisation de diffuseurs optiques pour façonner et homogénéiser le faisceau. Dans cette application, les diffuseurs diffactifs sont préférés dans la plupart des cas car les angles sont souvent très petits et une précision angulaire absolue est souvent nécessaire.

Conception de diffuseur optique

La conception d'un diffuseur optique diffractif prend en compte la forme et le profil d'intensité souhaités, ainsi que la longueur d'onde, à produire par le diffuseur.

Ces paramètres de conception sont introduits dans un algorithme d'analyse de transformation de Fourier itératif (IFTA), qui optimise la phase du diffuseur simulé pour minimiser l'écart par rapport au profil souhaité. Les conceptions de diffraction sont composées de niveaux binaires, généralement entre 2 à 16 niveaux. En raison de sa conception à plusieurs niveaux et à haute efficacité, cette optimisation se traduit souvent par des tourbillons optiques dans la phase, ce qui rend la production difficile et nécessite un alignement de haute précision.

Les diffuseurs microlens, souvent appelés diffuseurs de réfraction, sont conçus analytiquement en définissant la hauteur et l'affaissement des lentilles. Pour la diffusion circulaire, un facteur de randomisation (forme cellulaire ou position de lentille) est utilisé pour briser la symétrie de la lentille et atteindre la forme.

Dans les diffuseurs optiques de réfraction plus complexes, d'autres types de randomisation de phase sont souvent ajoutés aux surfaces de l'objectif pour améliorer l'uniformité et réduire les artefacts de commande produits par l'espacement des microlens, tels que les diffuseurs à large bande d'Holo / ou.

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