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光束整形镜片-方形光斑
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详细信息
光束整形镜片-方形光斑
TOP HAT BEAM SHAPING LENS FBS2
FBS2系列顶帽光束整形器是单片光学元件，可将高斯激光束转换为方形顶帽状光斑。FBS2是焦点光束整形器，它们在聚焦光学元件的焦平面上产生顶帽状光斑。每个FBS2透镜都设计用于固定的输入光束直径（@1/e²）和特定操作波长。光束整形透镜可以轻松地集成到光路中的几乎任何位置，甚至可以放置在光束扩展器/望远镜的前面或内部。
FBS2生成具有较长焦深（DOF）的顶帽光斑。对于平顶光斑，焦深约为类似光学设置中高斯光斑的瑞利长度的60%。顶帽宽度约为高斯光斑大小的1.5倍。在此范围内，顶帽状光斑是均匀的，并且峰值强度几乎不变。
由FBS2生成的顶帽状光斑的宽度约为衍射极限高斯光斑大小的1.5倍。顶帽大小取决于聚焦光学元件的焦距（f）、输入激光束直径@1/e²（d）和操作波长（λ）。输出光斑大小通常小于100微米，可以使用额外的聚焦光学元件轻松缩放。
顶帽的大致大小可以通过以下公式计算：
2 * λ * f / d或λ / NA，其中NA是聚焦光束的数值孔径。
FBS2光束整形器可以与任何目标或F-Theta透镜组合使用。
光斑尺寸：
Top Hat width | 大约为 2 * λ * f / d，其中 f 为焦距，d 为输入光束直径@1/e² |
Efficiency | 高达90% |
Homogeneity | 约为±2.5%（相对于顶帽台地的平均强度） |
Side modes (strongest) | 较强侧模式强度约为线状台地的16.5倍（<1.5%的输入能量） |
Depth of focus (DOF) | 约为瑞利长度的60% |
基底规格：
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 |
订购信息：
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 |
操订购作要求：
输入光束：高斯光束TEM00，M²为1.4或更好。
光学设置中的光阑：整个光路中的透明孔径应至少比1/e²时的光束直径大2.2倍。
集成到光路中：
对准：必须在横向方向（平移）上进行对准。绕光轴旋转有助于对准顶帽的方向。
推荐安装：840-0240 X-Y平移定位器。
光学设备：必须具备聚焦光学装置。顶帽在该光学装置的焦平面上产生。
有用的附件：光束扩展器，用于调节光束直径（有效光束直径至FBS2设计输入光束直径）和调节光束直径至所需光斑尺寸。
有帮助的附件：光束剖面仪，用于在对准时检查光束剖面。
FBS - Top-Hat Fundamental Beam Mode Shaper
Without FBS Beam Shaper: Gaussian-profile at focal plane
使用FBS光束整形器：在焦平面上得到顶帽状光斑。
FBS与聚焦系统（FS）配合使用。
顶帽大小仅取决于聚焦光束的波长（λ）和数值孔径（NA）。
FBS与FS之间的距离可长达数米。
在焦平面上的强度分布：
主要FBS优势：
可实现的顶帽大小最小值：≈总是1.5倍于1/e²的衍射极限高斯光斑大小。
可实现的顶帽轮廓：方形或圆形。
衍射效率：> 95%的能量在顶帽中。
均匀性：调制< ±2.5%。
焦深：与高斯光束相似。
对失调、椭圆度和输入直径变化不敏感：±5-10%。
Without FBS shaper: diffraction limited Gaussian profile
With FBS shaper: near diffraction limited Top Hat profile
直接放置在聚焦光学元件/物镜前的光束整形器
通过在透镜/物镜前引入FBS光束整形器，初始的衍射极限高斯光斑会被转化成均匀的顶帽状光斑。
例如，如果使用直径为5 mm@1/e²的高斯TEM00输入光束、波长为532 nm和焦距为160 mm的聚焦透镜，则可以获得直径为34 μm的均匀顶帽状光斑。在整个光路中，自由孔径的直径必须至少为11 mm（最好为13 mm）。
放置在光束扩展器前的光束整形器
也可以将FBS光束整形器放置在光束扩展器前的光路中。这会导致聚焦光束的数值孔径增大，从而使顶帽状光斑变小。
例如，当直径为5 mm@1/e²的高斯光束照射到FBS光束整形器后，通过光束扩展器将其扩展到直径为8 mm的光束，在焦距为50 mm的聚焦光学元件/物镜下，用户可以生成直径为7微米的顶帽状光斑。所需的自由孔径随着扩展的光束而增加。对于直径为8 mm的光束，自由孔径必须至少为18 mm。
放置在光束扩展器内的光束整形器
还有一种更加灵活的可能性，就是在光束扩展器内引入FBS光束整形器。用户可以通过沿z轴移动整形器来轻松地对光束直径进行微调。
CIGS太阳能电池的划线
浪费面积会降低效率，因此需要更小的划线
切割质量会影响效率，因此需要更小的HAZ，无碎片，光滑的边缘
高扫描速度可实现高吞吐量，因此需要更小的脉冲重叠率
P1 – “划线”
去除ZnO（1微米）/ CIGS / Mo / PI结构中的前接触。使用激光PL10100 / SH，10 ps，370 mW，100 kHz，532 nm；扫描速度为4.3 m/s，单次扫描。
P3 – “划线”
ZnO（1微米）/ CIGS / Mo / PI结构中P3划线的倾斜SEM图片。使用激光PL10100 / SH，10 ps，370 mW，100 kHz，532 nm；扫描速度为60 mm/s，单次扫描。
引用： Raciukaitis，JLMN-Vol. 6，No. 1，2011
