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?空間光調(diào)制器LCOS-SLM光強閾值資料及計算方法

jf_64961214 ? 來源:jf_64961214 ? 作者:jf_64961214 ? 2023-08-14 07:00 ? 次閱讀
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一、 損傷原理

強光造成的LCOS不可逆損傷,主要分為以下三種類型。

1. 激光能量被LCOS吸收,溫度持續(xù)上升,產(chǎn)生相位漂移。這種損傷閾值是由激光的平均功率所決定的,可以通過制冷來提高閾值。

2. 對于脈沖激光來說,由于單個脈沖的瞬間能量極高,還可能造成另外一種對LCOS的損傷。即LCOS對激光的非線性吸收,會導(dǎo)致溫度的急速上升和液晶層的損壞。這個由峰值功率決定閾值。

3. 紫外線可能會對LCOS造成物理損傷(詳詢?yōu)I松工程師)。

以上三種情況都在安全閾值內(nèi)時,才能保證LCOS不被打壞。

對于脈沖激光,入射激光的峰值功率密度和平均功率密度均需小于閾值。對于CW激光,入射激光的平均功率密度需小于閾值。

請注意!有的激光器光斑能量分布不均勻,存在能量較高的"亮點",LCOS的閾值是功率密度閾值,單位是瓦每平方厘米,所以要考慮局部功率密度高的情況!以及調(diào)試光路時請務(wù)必遮擋LCOS,否則光斑聚焦在LCOS表面,瞬間功率密度會極高!

對于不同系列的產(chǎn)品,如X15213或X15223系列,后綴相同的LCOS具有相同的光強閾值。

例如,X15213-03和X15223-03以及老產(chǎn)品X13138-03的光強閾值是相同的。但是液晶單元數(shù)目不同的系列,閾值不同。(如X13138和X10468)

二、峰值功率閾值數(shù)據(jù)

請參考下表相應(yīng)型號的峰值功率閾值,如果您使用的激光器參數(shù)和LCOS型號不在其中,請咨詢?yōu)I松工程師。

wKgaomTZYKOALdB8AADJ9GBblgk017.png

三、平均功率閾值

請參考下表相應(yīng)型號的峰值功率閾值,如果您使用的激光器參數(shù)和LCOS型號不在其中,請咨詢?yōu)I松工程師。

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-03BL/-03BR在水冷條件下可以承受平均功率密度210W/cm2,詳見下圖。

wKgaomTZYKSAKNnNAACZUQuqF40367.png

四、計算方法

平均功率(W)=峰值能量或單脈沖能量(J)×重復(fù)頻率(Hz)

峰值功率(W)=峰值能量或單脈沖能量(J)÷脈沖寬度(s)

注:對于高斯光,因為損傷發(fā)生在光斑中心

峰值功率(W)=2 x [峰值能量或單脈沖能量(J)÷脈沖寬度(s)]

例如,一款1030nm激光器,脈寬240fs, 重復(fù)頻率是100kHz,單脈沖能量是200μJ, 則平均功率為200μJ×100kHz=20W, 作用在

1cm2的平頂光光斑大小上,就是20W/cm2. 峰值功率為=200μJ÷240fs=0.83GW, 作用在1cm2的光斑大小上,就是0.83GW/cm2. 那么,雖然這款激光器的峰值功率-07能承受,但是平均功率超出了-07的閾值1W/cm2,所以只能使用-03系列。

五、高激光功率閾值應(yīng)用實例:

超快激光加工應(yīng)用實例:濱松空間光調(diào)制器LCOS-SLM高光強閾值性能體現(xiàn)。

審核編輯 黃宇

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