衍射光学元件的设计和制造
2021-11-08 23:19:35
成立于1989年的以色列公司Holo/Or是当前世界领先的衍射光学元件（DOE）制造商。
DOE通过在其使用的基底材料上制作微结构图案来改变通过它传播的光的相位，其中基底材料通常为纯熔融石英或硒化锌（高功率应用），玻璃聚合物（中功率应用）或塑料（低功率应用）。虽然DOE通常被称为衍射透镜，但是，这一表述是指一个特定的DOE系列，即菲涅耳波带片（FZP），而“DOE”是指所有衍射元件，包括分束器、整形器和聚焦元件等。
DOE可以设计为能够控制光束的相位，并将其操纵成几乎任何想要的强度分布和形状。它们灵活的可塑性及其他优势，例如设计波长的完美角度精度、高精度和小尺寸，使DOE成为许多激光应用的首选产品。
凭借 三十多年的经验，Holo/Or 在数字衍射光学设计方面积累了丰富的经验和专业知识，并在各种应用领域 和DOE 设计生产方面增强了专业技能，因此我们能够为客户提供最佳的衍射透镜解决方案。
DOE的经典设计
- 圆形
- 方形
- 矩形
- 线形
- 环形/圆形
等等。
圆形衍射扩散器VS
圆形衍射顶帽光束整形器
另一种类型的光束整形器，即衍射均质器，是一种DOE，其设计用于从具有高M^2的非相干激光光束中提供任何所需形状的均匀光斑。典型的输出光斑形状，包括上述所有形状以及客户所需的任何定义的自由形状。
另一种典型的DOE的设计是衍射分束器，也称为多点DOE。多点DOE将入射激光光束分成多个通道，在光斑之间具有预定的排列和间隔，并控制它们之间的强度分布。
具有六边形光斑排列的衍射分束器。
DOE设计方法
Holo/Or的DOE运用内部开发的工具进行设计，该工具能够使用迭代傅里叶变换分析（IFTA），也被称为盖师贝格-萨克斯通算法，进行设计优化。利用我们多年来针对多种应用领域的优化的、独特的IFTA优值函数，Holo/Or可以设计出提供最佳衍射效率和均匀性的DOE相位。
然后将设计的图案转录成数字文件，用于元件的光刻制造工艺。在该工艺中，使用激光直写光刻机写入图案，然后在ICP/RIE等离子体光刻机进行干法光刻，以提供具有优异功能的激光损伤阈值（LDT）的单片元件，其LDT几乎与未构图的光学基材相同。
我们的内部生产系统能够考虑公差的生产设计，允许Holo/Or模拟元件的实际性能，而不仅仅模拟标称性能。这使得Holo/Or能够提供精确规格，反映真实的生产公差，而无需进行原型生产，使得定制元件NRE的成本与其他衍射产品制造商的成本相比，更加具有竞争力。
Holo/Or可以在最大150毫米的晶片上制造衍射光学器件，包括内部切割至2×2毫米尺寸的元件，以及批量加工尺寸更小的元件，例如直径为1英寸的窗口。除了我们的高功率单片元件之外，Holo/Or还可以根据系统波长、功率水平和生产所需的体积在各种基底材料上进行生产，包括玻璃聚合物和塑料元件。
TL; DR – 问答
问：什么是DOE？
答：DOE是一种光学元件，通过在DOE上制作的微结构来改变所传播光的相位，几乎能实现任何所需的强度分布和光斑形状。
问：DOE的典型设计是什么？
答：典型的衍射光学设计包括光束整形元件，例如顶帽/平顶设计、衍射均质器和衍射分束器/多点分束器。
问：DOE的制作过程是怎样的？
