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衍射光学元件(Diffractive Optical Elements) 简称 DOE, 又称二元光学器件,主要用于激光束整形,比如均匀化、准直、聚焦、形成特定图案等。


 
主要应用包括激光光束整形(如激光加工、医疗、成像系统、传感器,圆形或方形平顶光束整形,矩阵、栅格、线形、圆形图案整形)和用作天文学中的相位器件。典型应用描述如下:

1. 在科研中应用:
*   掺钛蓝宝石的泵浦光整形:衍射光学器件(DOE)将泵浦光YAG激光、倍频光束变成均匀的平顶光束,以免损坏掺钛蓝宝石晶体。
*   腔内激光束整形:衍射光学器件(DOE)作为腔内相位镜将前放光束整形为均匀方形光束(*I*兆焦耳激光工程中已经使用)。 
*   飞秒激光束整形:掺钛蓝宝石飞秒激光光束整形以优化非线性效应。
 
2. 在医疗中应用:
*   对去皱纹的Er: G*ass激光束整形:衍射光学器件(DOE)将光束分成多个均匀光点进行治疗。 
*   对治疗血管损伤的KTP激光束整形:衍射光学器件(DOE)使光束在治疗区均匀扫描。
*   对治疗眼角膜的准分子激光束整形:衍射光学器件(DOE)将光束变成完美的高斯光束以保证极高的治疗精度。
 
3.  在激光加工中应用:
*   焊接:衍射光学器件(DOE)将CO2激光光束变成圆环形均匀光束以便将能量分布在两个焊接器件上。
*   切割:衍射光学器件(DOE)将Nd:YAG或CO2光束变成完美的高斯光束以保证极高的切割精度。
*   热处理:衍射光学器件(DOE)将Nd:YAG,CO2或准分子光束变成均匀分布的平顶光束以便均匀加工。
*   打标:衍射光学器件(DOE)将Nd:YAG或准分子光束变成均匀分布的平顶光束以便控制标记深度与宽度。
 
4.  在天文学中应用:
*   大气扰动模拟相位片:二维编码相位图模拟大气扰动的空间分布。 
*   多个望远镜镜片相位调整:相位传感器与模拟器以便准直多个大型望远镜镜片。 
*   行星探测:日冕观测仪掩膜以减弱恒星高亮度光来观察邻近的行星。 
*   成像系统的像差矫正相位片:菲涅耳衍射透镜矫正天文成像仪的像差。 
 

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德国HOLOEYE衍射光学元件  
德国HOLOEYE衍射光学元件
衍射光学在工业中的应用越来越广泛。从印刷,材料处理,传感,非接触式测试,生物科技到光学技术和光学测量,衍射光学为激光系统提供了更多的增值。通过在激光光束的光场中使用衍射光学元件(DOE),激光光束的“形状”可以被控制灵活的调整到各种应用需求。