Sil Optics緊湊型高功率紫外消色差掃描透鏡突破工業(yè)極限
在精密制造、半導(dǎo)體加工、醫(yī)療設(shè)備等尖端領(lǐng)域,紫外超短脈沖激光(尤其是飛秒級)因其“冷加工”特性、超高精度和極小熱影響區(qū),正成為不可替代的工具。然而,駕馭這種“光之利刃”卻面臨一個基礎(chǔ)光學(xué)難題:如何讓如此短暫而強大的脈沖,精準(zhǔn)地聚焦到每一個需要的位置?Sil Optics 最新推出的 S4LFT4015-075-FS 緊湊型色彩校正掃描透鏡,正是破解這一難題的利器,為高功率紫外飛秒激光應(yīng)用開辟了新天地。
飛秒激光的“色彩煩惱”:源于物理定律的挑戰(zhàn)
為何傳統(tǒng)鏡頭難以應(yīng)對飛秒激光?答案深藏在量子力學(xué)的基礎(chǔ)——海森堡不確定性原理之中。當(dāng)激光脈沖被壓縮到飛秒(10^-15秒)級別,其時間上的極端“確定性”必然導(dǎo)致頻率(或波長)上的“不確定性”。這意味著,一臺標(biāo)稱波長346nm的飛秒激光器,實際發(fā)射的并非單一純凈波長,而是覆蓋數(shù)納米范圍的光譜帶。
這種光譜展寬對聚焦光學(xué)系統(tǒng)提出了嚴(yán)苛要求。未經(jīng)特殊設(shè)計的透鏡,對不同波長光線的折射率不同(即色差),會導(dǎo)致焦點位置隨波長飄移。在掃描應(yīng)用中,激光束通過振鏡系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)掃描整個工作區(qū)域時,位于掃描場邊緣的光斑會因色差而嚴(yán)重畸變——從理想的圓形拉長成橢圓形。這不僅降低加工精度,更直接影響切割邊緣質(zhì)量、鉆孔圓度等核心工藝指標(biāo)。在高功率紫外波段(如本透鏡適用的345.2nm - 346.8nm),這個問題尤為棘手,因為能承受高功率且適用于超短脈沖(USP)的材料和鍍膜本就稀缺。
緊湊設(shè)計中的色差校正革命
Sil Optics 的 S4LFT4015-075-FS 掃描透鏡的核心突破,在于其創(chuàng)新的光學(xué)設(shè)計,成功地在保持高功率耐受性和緊湊體積的同時,實現(xiàn)了對目標(biāo)波長范圍(~346nm ±0.8nm)的卓越色彩校正。其技術(shù)亮點包括:
1、全熔融石英方案: 摒棄傳統(tǒng)色差校正中常用的多材料組合(如螢石),S4LFT4015-075-FS 創(chuàng)造性地僅使用熔融石英(Fused Silica)這一種材料。這不僅簡化了結(jié)構(gòu),更帶來了顯著優(yōu)勢:
極致緊湊輕量化: 體積、重量和總光學(xué)長度大幅縮減。這對于空間受限的振鏡掃描系統(tǒng)集成至關(guān)重要。
更長工作距離: 工作距離(WD)高達137.7mm,為激光頭、保護窗或特殊加工環(huán)境(如真空腔、氣流)提供了更充裕的空間。
優(yōu)異紫外透過率: 熔融石英在紫外波段擁有優(yōu)異的透過特性,結(jié)合特殊鍍膜,實現(xiàn)了高達>91%的總透射率,最大化激光能量利用率。
高損傷閾值: 專為高功率設(shè)計,其鍍膜可承受1.0 J/cm2(1ns脈沖,50Hz)的激光能量密度,確保在苛刻的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運行。
2、卓越的色差校正性能: 專為脈沖低至190fs的超短脈沖優(yōu)化。在“圓度圖”直觀展示了其威力:在300fs脈沖下,掃描場角處的光斑圓度(e = a/b)接近完美(~1.05)。即使脈沖寬度展寬到500fs甚至1000fs,其光斑形狀控制依然遠(yuǎn)優(yōu)于未經(jīng)校正的鏡頭(e可達2.94)。這意味著在整個35mm x 35mm的大掃描區(qū)域內(nèi),都能獲得近乎完美的圓形聚焦光斑,保障加工的一致性和邊緣質(zhì)量。
3、優(yōu)化的掃描性能:
有效焦距 (EFL): 100.0mm。
大掃描范圍: 35mm x 35mm,滿足大面積精細(xì)加工需求。
低遠(yuǎn)心誤差 (<1.4°): 確保光束在掃描過程中盡可能垂直入射工件表面,對于深孔鉆削、垂直切割等應(yīng)用至關(guān)重要。
大通光孔徑: 最大入射光束直徑達?10.00mm,孔徑光闌?20.90mm,兼容主流高功率激光光束。
為工業(yè)高功率飛秒應(yīng)用而生
S4LFT4015-075-FS 的設(shè)計目標(biāo)明確指向工業(yè)級的高功率紫外飛秒激光應(yīng)用:
精密微加工: 在OLED/微顯修復(fù)、光伏劃線、半導(dǎo)體材料改性等場景中,實現(xiàn)微米甚至亞微米級別的精細(xì)結(jié)構(gòu)加工,同時避免熱損傷。
高質(zhì)量切割與鉆孔: 在脆性材料(玻璃、藍(lán)寶石、陶瓷)和聚合物上實現(xiàn)高精度、無裂紋、錐度小的切割與鉆孔。
增材制造 (3D打印): 用于雙光子聚合等前沿技術(shù),制造高分辨率微納結(jié)構(gòu)。
科研與儀器: 為需要高精度紫外飛秒聚焦的先進科研設(shè)備提供核心光學(xué)部件。
緊湊體積釋放飛秒激光的工業(yè)潛能
Sil Optics 的 S4LFT4015-075-FS 消色差掃描透鏡,通過創(chuàng)新的全熔融石英光學(xué)設(shè)計和精密的色彩校正技術(shù),成功解決了高功率紫外飛秒激光應(yīng)用中的核心瓶頸——掃描場邊緣的色差導(dǎo)致的聚焦光斑畸變。它在實現(xiàn)出色光學(xué)性能(高透射、低遠(yuǎn)心誤差、優(yōu)異圓度)的同時,將體積、重量和長度壓縮到極致,并提供了業(yè)界領(lǐng)先的138mm工作距離和高損傷閾值。
這款透鏡不僅是一個光學(xué)元件,更是推動飛秒激光技術(shù)從實驗室邁向大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵賦能者。它讓工程師能夠更自由、更可靠地在緊湊的空間內(nèi)駕馭飛秒激光的驚人能量和精度,為下一代精密制造、半導(dǎo)體技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展鋪平了道路。對于尋求在高功率紫外飛秒領(lǐng)域突破精度和效率極限的用戶而言,S4LFT4015-075-FS 無疑是一個極具吸引力的解決方案。

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