光学原理

衍射光学元件的基本原理

衍射光学元件是由二元光学的发展而衍生出来的一种新的光学器件，属于微光学范畴。

光的衍射理论是设计衍射光学元件的基本原理。光的衍射公式复杂冗长，不便于实际应用，

维尔克斯光电根据实际工程中holoor衍射光学元件的使用情况，精心总结了以下简化的公

式，以相对简单的方式阐述衍射光学元件基本原理。

衍射光学公式：

光栅方程&垂直入射：

光栅方程&斜入射

衍射角度随波长的变化：

衍射极限的光斑尺寸：

Holoor以对比度来定义光斑均匀性：

Holoor的衍射光学元件DOE对于校准后的激光光束效果最好，但也可用于调制未校准的激

光光束；

DOE衍射光学元件不要求激光光束是偏振的或相干的；

DOE衍射光学元件不会影响激光的偏振态，除了亚波长regime。

激光光束分束器/激光点阵衍射光学元件/多光斑衍射光学元件用到的衍射光学原理

Holoor激光光束分束器/激光点阵衍射光学元件/多光斑衍射光学元件用于把一个激光光束

分解为多个光束，而且每个光束的特性和入射的原始激光光束一致。

入射激光光束模式：单模/多模

相邻激光点/激光光斑的间距：

每个点的尺寸：

容忍度：对于X轴Y轴Z轴的对准偏差不敏感

衍射效率：70~95%

均匀性：典型值<5%

平顶光束整形器

Holoor平顶光束整形器的作用是把一个高斯入射激光光束在一个特定的工作平面上转化为

一个均匀的激光光斑，形成一个具有极好的能量均匀性的像。

特性：成像尺寸可以为衍射极限的1.5倍~几百倍

输入激光模式：单模TEM00（建议M2<1.3）

衍射效率：>93%

衍射均匀性：典型值<5%，无杂散光

容忍度：对于X轴Y轴的对准/校准敏感，聚焦和输入光束尺寸有关

激光匀化器、扩散器

Holoor激光匀化器、扩散器的作用是是激光束变为任意形状的、具有均匀能量分布的大光

斑，光斑形状可以为圆形、正方形、线性、六边形，甚至是任意形状。

输入激光模式：单模或多模（M2越大匀化效果越好）

衍射效率：典型值70%~90%

容忍度：对于X轴Y轴Z轴的对准偏差不敏感

轴向多焦点激光透镜

Holoor轴向多焦点激光透镜可以在激光的传播方向上形成多个焦点，区别于传统的只产生

一个焦点的激光透镜/衍射光学元件。从而可以利用一台激光器的多个激光光斑同时进行加

工。

输入激光模式：单模或多模

焦点位置：

注：焦点间的距离会随着折射率的增加而增加

长焦深激光透镜

Holoor长焦深激光透镜可以使激光产生一个很长的焦点，同时保持较窄的宽度。这是一种新

型的激光光斑，把传统的激光光斑进行了拉长。

激光涡镜头，漩涡衍射光学元件

Holoor激光涡镜头/漩涡衍射光学元件可以把高斯型的输入激光转化为面圈形的能量环（粗

圆环激光光斑）。

粗圆环的直径（焦平面上）;

其中m为拓扑结构的数量

输入激光模式：单模TEM00（推荐M2<1.5）

衍射效率：典型值>95%

容忍度：光轴必须精确对准，而输入光束的直径影响不大

激光采样器

Holoor激光采样器的作用在不影响主激光束的前提下，分离出两束特性与主光束完全相同的

低能激光，可用于实时监控高能量/超大功率激光的光强分布、功率、光谱和脉宽等参数。

采样比例：0.2%或更高