Что такое профиль лазерного пучка? О чем говорят, когда называют пучок «гауссовым»? Начнем с основ и посмотрим, какие бывают распределения интенсивности в лазерном пучке.
Что такое профиль пучка?
Если направить лазерный пучок на плоскость, перпендикулярную направлению его распространения, то он будет ярче в центре и менее ярким на краях. Если вместо плоскости подставить светочувствительную матрицу и сфотографировать это пятно, то получится профиль поперечного сечения.
Так и работают анализаторы пучков: записывают интенсивность пятна и анализируют полученную картинку. Если на ней провести прямую и собрать все значения интенсивности вдоль нее, то получим одномерный массив, который характеризует сечение по поперечной координате.
Какие виды распределения бывают?
Одномодовый лазер дает гауссово распределение (слева на картинке), а специально подготовленный пучок может иметь и равномерное распределение (справа) — его еще называют flat-top. Рассмотрим каждое из них подробнее.
О чем говорят, когда называют пучок гауссовым?
Свое название гауссов приобрел от фамилии Иоганна Карла Фридриха Гаусса — немецкого математика, именем которого названа математическая функция. Она описывает колоколообразное распределение с максимумом в центре и постепенным спадом к краям.
Функция, придуманная Гауссом, применяется во многих областях: в теории вероятностей и статистике, математической физике, вычислительной химии, синтезе звука, а также для цифровой обработки сигналов и изображений. Может, кто помнит в фотошопе гауссово размытие? Оказывается, распределения интенсивности в лазерных пучках тоже соответствует этой функции, если лазер одномодовый.
Что такое flat-top пучок?
Flat-top (синоним top-hat) — это распределение с одинаковой интенсивностью везде, кроме небольших переходных областей на краях. Такое распределение называют равномерным.
Когда лучше гауссов, а когда flat-top пучок?
Для разных задач подойдут разные распределения интенсивности в лазерном пучке.
Пучки с равномерным распределением интенсивности применяются для обработки полупроводниковых пластин и в системах с нелинейным преобразованием частоты. Они обеспечивают повышенную точность и предсказуемый результат: ровные и острые края реза, но оптическая система для формирования таких пучков сложнее и дороже.
Пучок, в одной плоскости равномерно заполняющий квадрат, при распространении в свободном пространстве быстро теряет форму — а вот гауссово распределение сохраняется дольше. На рисунке ниже видно, что уже при смещении на 400 мкм равномерность распределения теряется, тогда как с гауссово распределение сохраняется на десятках миллиметров.
Лазерные системы с гауссовым распределением интенсивности проще, но в таком случае вокруг полезной части пучка с достаточным уровнем интенсивности есть еще ореол из низкоинтенсивного излучения. Из-за этого расширяется зона термического влияния и могут повреждаться окружающие участки — это недопустимо в таких требовательных к точности применениях, как микрообработка и лазерная хирургия.
ЛАССАРД производит оптоволоконные патчкорды длиной от 1 м до 50 м (по запросу — до 100 м) со всеми типами полировки: FLAT, PC, UPC и APC и с разъемами SMA-905, D-80, FC и ST.
Наши контакты:
📱Сайт
👥 ВК
⏯️ RuTube
🏭 Наше производство и шоурум: ОЭЗ «Технополис Москва», 109316, Россия, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5, пом. 1Н
📞 Наш телефон: +7 495 120 68 86