以色列Holoor的点环形光束整形器

Holoor可调点环形光束整形镜，应用于激光焊接，提高焊接质量

Holoor点环形光束整形镜片，可调控点环光能量比，以提高高功率激光焊接速度和焊接质量。

最近，随着高功率近红外光纤激光器的供应量增加，且价格合理，功率实际上已不再是激光焊接过程速度的限制因素。相反，其他物理现象，如飞溅、咬边、驼峰和焊接孔隙率，在高焊接速度下成为主导。当使用由同心环和点光斑组成的特殊光斑轮廓时，这些现象已被证明大大减少。然而，对于不同的焊接工艺参数和不同的系统设置，点和环之间的最佳功率比不同，因此可调节的环点比使系统制造商能够为每个工艺找到最佳工作点。

用单模激光器焊接铝箔。左图-使用高斯光斑；右图-使用Flexishaper可调点环形光束整形器。两种焊接方式的功率和速度相同。

为了满足这一需求，HOLO/OR推出了Flexishaper可调点环形光束整形器光学模块，用于控制调节点环比。Holoor点环形光束整形镜片是一种衍射整形解决方案，由放置在同一光轴元件DOE组成，当它们相互旋转时，可以将通过它们传播的光束从中心光斑的100%功率塑造到周围环处的~80%功率，中心几乎没有能量，对这些状态之间的功率比进行连续的全范围控制。

下图是旋转方向的强度分布，0°时所有功率都集中到中心点，15°时几乎所有的功率都集中到环上，7.5°时是一个可调点环形能量比例分布的位置，其中的一部分能量在中心点，另一部分能量在周围的环。

旋转镜片改变强度分布，不同设置下点环形之间的功率分布

Flexishaper DOE可以安装到现成的手动或电动旋转支架中，形成一个光学模块。该模块可以以多种配置集成到光轴中，不需要高数值孔径或其他与标准激光焊接光学器件不同的昂贵光学器件。Flexishaper光束整形DOE可与单模和多模激光器一起使用，并可适用于通常与千瓦级激光器一起使用的大光束（直径15-22mm），从而实现大范围的宏观和微观焊接工艺。

一旦找到工艺的最佳比率，就可以用单个静态DOE替换模块，以产生所需的确切比率，从而使解决方案更具成本效益。

用于可调环到点成形的Flexishaper概念由以色列Holoor在2019年的一篇学术文章中介绍。 然后改进为旋转模块形式，并于2021年发布。

该模块形式与Holoor的姊妹公司SCANLAB和BLACKBIRD合作进行了单模高速箔激光焊接的测试和验证，焊接速度提高30%，功率高达700W，在更高的激光功率接近1KW的情况下，焊接两块100微米的不锈钢板的重叠部分，有可能达到55%以上。

使用SCANLAB和BLACKBIRD验证Flexishaper概念:左图SM高斯点焊，没有使用Flexishaper;右图SM激光器与Flexishaper可调点环形光束整形器。

以色列Holoor的点环形光束整形器