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| 應用領域 | 環保,化工,電子,綜合 |
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光束整形鏡片-方形光斑
TOP HAT BEAM SHAPING LENS FBS2
FBS2系列頂帽光束整形器是單片光學元件，可將高斯激光束轉換為方形頂帽狀光斑。FBS2是焦點光束整形器，它們在聚焦光學元件的焦平面上產生頂帽狀光斑。每個FBS2透鏡都設計用于固定的輸入光束直徑（@1/e2）和特定操作波長。光束整形透鏡可以輕松地集成到光路中的幾乎任何位置，甚至可以放置在光束擴展器/望遠鏡的前面或內部。
FBS2生成具有較長焦深（DOF）的頂帽光斑。對于平頂光斑，焦深約為類似光學設置中高斯光斑的瑞利長度的60%。頂帽寬度約為高斯光斑大小的1.5倍。在此范圍內，頂帽狀光斑是均勻的，并且峰值強度幾乎不變。
由FBS2生成的頂帽狀光斑的寬度約為衍射極限高斯光斑大小的1.5倍。頂帽大小取決于聚焦光學元件的焦距（f）、輸入激光束直徑@1/e2（d）和操作波長（λ）。輸出光斑大小通常小于100微米，可以使用額外的聚焦光學元件輕松縮放。
頂帽的大致大小可以通過以下公式計算：
2 * λ * f / d或λ / NA，其中NA是聚焦光束的數值孔徑。
FBS2光束整形器可以與任何目標或F-Theta透鏡組合使用。
光斑尺寸：
Top Hat width | 大約為 2 * λ * f / d，其中 f 為焦距，d 為輸入光束直徑@1/e2 |
Efficiency | 高達90% |
Homogeneity | 約為±2.5%（相對于頂帽臺地的平均強度） |
Side modes (strongest) | 較強側模式強度約為線狀臺地的16.5倍（<1.5%的輸入能量） |
Depth of focus (DOF) | 約為瑞利長度的60% |
基底規格：
Material | 熔融石英 |
Transmission | >99% |
Damage threshold @ 10 ns | 1064 nm下10 J/cm2，532 nm下5 J/cm2，355 nm下3 J/cm2 |
Dimensions | ?25.4 x 3 mm |
訂購信息：
CODE | OPERATION WAVELENGTH | INPUT BEAM DIAMETER @ 1/E2 |
FBS2-1064-1.0 | 1064 nm | 1.0 mm |
FBS2-1064-1.5 | 1064 nm | 1.5 mm |
FBS2-1064-2.0 | 1064 nm | 2.0 mm |
1064 nm | 2.5 mm | |
FBS2-1064-3.0 | 1064 nm | 3.0 mm |
FBS2-1064-3.5 | 1064 nm | 3.5 mm |
FBS2-1064-4.0 | 1064 nm | 4.0 mm |
FBS2-1064-4.5 | 1064 nm | 4.5 mm |
FBS2-1064-5.0 | 1064 nm | 5.0 mm |
FBS2-1064-5.5 | 1064 nm | 5.5 mm |
FBS2-1064-6.0 | 1064 nm | 6.0 mm |
FBS2-1030-1.0 | 1030 nm | 1.0 mm |
FBS2-1030-1.5 | 1030 nm | 1.5 mm |
FBS2-1030-2.0 | 1030 nm | 2.0 mm |
FBS2-1030-2.5 | 1030 nm | 2.5 mm |
FBS2-1030-3.0 | 1030 nm | 3.0 mm |
FBS2-1030-3.5 | 1030 nm | 3.5 mm |
FBS2-1030-4.0 | 1030 nm | 4.0 mm |
FBS2-1030-4.5 | 1030 nm | 4.5 mm |
FBS2-1030-5.0 | 1030 nm | 5.0 mm |
FBS2-1030-5.5 | 1030 nm | 5.5 mm |
FBS2-1030-6.0 | 1030 nm | 6.0 mm |
FBS2-532-1.0 | 532 nm | 1.0 mm |
FBS2-532-1.5 | 532 nm | 1.5 mm |
FBS2-532-2.0 | 532 nm | 2.0 mm |
FBS2-532-2.5 | 532 nm | 2.5 mm |
FBS2-532-3.0 | 532 nm | 3.0 mm |
FBS2-532-3.5 | 532 nm | 3.5 mm |
FBS2-532-4.0 | 532 nm | 4.0 mm |
FBS2-532-4.5 | 532 nm | 4.5 mm |
FBS2-532-5.0 | 532 nm | 5.0 mm |
FBS2-532-5.5 | 532 nm | 5.5 mm |
FBS2-532-6.0 | 532 nm | 6.0 mm |
FBS2-515-1.0 | 515 nm | 1.0 mm |
FBS2-515-1.5 | 515 nm | 1.5 mm |
FBS2-515-2.0 | 515 nm | 2.0 mm |
FBS2-515-2.5 | 515 nm | 2.5 mm |
FBS2-515-3.0 | 515 nm | 3.0 mm |
FBS2-515-3.5 | 515 nm | 3.5 mm |
FBS2-515-4.0 | 515 nm | 4.0 mm |
FBS2-515-4.5 | 515 nm | 4.5 mm |
FBS2-515-5.0 | 515 nm | 5.0 mm |
FBS2-515-5.5 | 515 nm | 5.5 mm |
FBS2-515-6.0 | 515 nm | 6.0 mm |
FBS2-355-1.0 | 355 nm | 1.0 mm |
FBS2-355-1.5 | 355 nm | 1.5 mm |
FBS2-355-2.0 | 355 nm | 2.0 mm |
操訂購作要求：
輸入光束：高斯光束TEM00，M2為1.4或更好。
光學設置中的光闌：整個光路中的透明孔徑應至少比1/e2時的光束直徑大2.2倍。
集成到光路中：
對準：必須在橫向方向（平移）上進行對準。繞光軸旋轉有助于對準頂帽的方向。
推薦安裝：840-0240 X-Y平移定位器。
光學設備：必須具備聚焦光學裝置。頂帽在該光學裝置的焦平面上產生。
有用的附件：光束擴展器，用于調節光束直徑（有效光束直徑至FBS2設計輸入光束直徑）和調節光束直徑至所需光斑尺寸。
有幫助的附件：光束剖面儀，用于在對準時檢查光束剖面。
FBS - Top-Hat Fundamental Beam Mode Shaper
Without FBS Beam Shaper: Gaussian-profile at focal plane
使用FBS光束整形器：在焦平面上得到頂帽狀光斑。
FBS與聚焦系統（FS）配合使用。
頂帽大小僅取決于聚焦光束的波長（λ）和數值孔徑（NA）。
FBS與FS之間的距離可長達數米。
在焦平面上的強度分布：
主要FBS優勢：
可實現的頂帽大小最小值：≈總是1.5倍于1/e2的衍射極限高斯光斑大小。
可實現的頂帽輪廓：方形或圓形。
衍射效率：> 95%的能量在頂帽中。
均勻性：調制< ±2.5%。
焦深：與高斯光束相似。
對失調、橢圓度和輸入直徑變化不敏感：±5-10%。
Without FBS shaper: diffraction limited Gaussian profile
With FBS shaper: near diffraction limited Top Hat profile
直接放置在聚焦光學元件/物鏡前的光束整形器
通過在透鏡/物鏡前引入FBS光束整形器，初始的衍射極限高斯光斑會被轉化成均勻的頂帽狀光斑。
例如，如果使用直徑為5 mm@1/e2的高斯TEM00輸入光束、波長為532 nm和焦距為160 mm的聚焦透鏡，則可以獲得直徑為34 μm的均勻頂帽狀光斑。在整個光路中，自由孔徑的直徑必須至少為11 mm（最好為13 mm）。
放置在光束擴展器前的光束整形器
也可以將FBS光束整形器放置在光束擴展器前的光路中。這會導致聚焦光束的數值孔徑增大，從而使頂帽狀光斑變小。
例如，當直徑為5 mm@1/e2的高斯光束照射到FBS光束整形器后，通過光束擴展器將其擴展到直徑為8 mm的光束，在焦距為50 mm的聚焦光學元件/物鏡下，用戶可以生成直徑為7微米的頂帽狀光斑。所需的自由孔徑隨著擴展的光束而增加。對于直徑為8 mm的光束，自由孔徑必須至少為18 mm。
放置在光束擴展器內的光束整形器
還有一種更加靈活的可能性，就是在光束擴展器內引入FBS光束整形器。用戶可以通過沿z軸移動整形器來輕松地對光束直徑進行微調。
CIGS太陽能電池的劃線
浪費面積會降低效率，因此需要更小的劃線
切割質量會影響效率，因此需要更小的HAZ，無碎片，光滑的邊緣
高掃描速度可實現高吞吐量，因此需要更小的脈沖重疊率
P1 – “劃線"
去除ZnO（1微米）/ CIGS / Mo / PI結構中的前接觸。使用激光PL10100 / SH，10 ps，370 mW，100 kHz，532 nm；掃描速度為4.3 m/s，單次掃描。
P3 – “劃線"
ZnO（1微米）/ CIGS / Mo / PI結構中P3劃線的傾斜SEM圖片。使用激光PL10100 / SH，10 ps，370 mW，100 kHz，532 nm；掃描速度為60 mm/s，單次掃描。
引用： Raciukaitis，JLMN-Vol. 6，No. 1，2011
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