SLB系列微納光學(xué)元件

光束整形器 DOE

DOE勻化器

DOE勻化器是一種基于衍射光學(xué)原理設(shè)計(jì)的平板光學(xué)元件，由液晶聚合物（LCP）薄膜和兩片N-BK7窗口片組成。根據(jù)已知的入射光參數(shù)、透鏡焦距以及預(yù)期出射光參數(shù)，通過點(diǎn)對點(diǎn)映射方式計(jì)算得到設(shè)計(jì)相位，最后利用LCP薄膜引入設(shè)計(jì)好的幾何相位分布實(shí)現(xiàn)對高斯（TEM00，M2<1.3）入射光的整形和勻化。DOE勻化器能夠?qū)崿F(xiàn)單模激光的方形、圓形、線形等任意幾何形狀的非準(zhǔn)直勻化效果。由于其具有高均勻度、高透過率、高損傷閾值、邊界銳利等優(yōu)點(diǎn)，在激光醫(yī)美、激光加工、表面處理等多種場景中具有很大的應(yīng)用前景，如激光焊接、激光打標(biāo)、激光切割、皮膚美容和激光治療等。能夠帶來更高的能量利用率、更好的加工質(zhì)量、更高的加工精度、更靈活可控的加工尺度調(diào)節(jié)。除了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品外，我們還提供參數(shù)規(guī)格的靈活定制，如需紫外/高功率勻化DOE，請聯(lián)系我們。

方型DOE勻化器（左），圓型DOE勻化器（中）和一字線型DOE勻化器（右）

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 平板結(jié)構(gòu)，體積小，易集

• 透射型勻化，能量利用率高

• 連續(xù)型相位，衍射效率高，勻化效果好

• 定制靈活，勻化光斑尺寸可調(diào)

• 適合高質(zhì)量單模激光的非準(zhǔn)直勻化

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

性能參數(shù)

• 出射光斑尺寸：光斑歸一化能量分布的半高寬尺寸

• 出射光斑不均勻性：光斑歸一化能量分布90%以上區(qū)域的能量均方根誤差

• 傳輸區(qū)域?qū)挾龋哼吘墔^(qū)域在歸一化能量13.5%-90%區(qū)間內(nèi)對應(yīng)的寬度

• 衍射效率：光斑歸一化能量分布90%以上區(qū)域的能量占所有出射光能量之比

性能曲線

勻化DOE應(yīng)用光路搭設(shè)示例

分束DOE

分束DOE常由基于像素點(diǎn)的周期性相位設(shè)計(jì)或光柵級聯(lián)兩種方案的單獨(dú)作用或結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)一維或二 維、奇數(shù)或偶數(shù)分束效果。我們提供的分束DOE分為級聯(lián)光柵分束器和液晶分束器，其中級聯(lián)光柵分束器（Multilayer  Grating Beam Splitter，MLGS）采用N-BK7玻璃基底和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，由三層1英寸雙切邊襯底涂敷具備光柵和波片結(jié)構(gòu)的LCP層組成，為單波長器件。當(dāng)入射光為線偏振光時(shí)，根據(jù)各級光柵柵線的相對位置關(guān)系為平行或垂直，級聯(lián)光柵分束器能夠?qū)崿F(xiàn)一維或二維的四分束功能，且得到的各束光為旋向不同的圓偏振光，其分束角與各級光柵周期相關(guān)。級聯(lián)光柵具有較高的透過率，通過更優(yōu)的相位設(shè)計(jì)和精確的延遲量控制，使其具有比典型達(dá)曼光柵分束器更高的分束效率和分束均勻性，且能保證較高的分束角精度。我們的液晶分束（Liquid Crystal Beam Splitter，LCBS）DOE采用N-BK7玻璃基底和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，呈現(xiàn)為典型的三明治平片結(jié)構(gòu)，為單波長器件。液晶分束DOE的相位結(jié)構(gòu)根據(jù)預(yù)期的分束模式、分束光斑間隔或光束分離角度等需求，基于衍射光學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過對相應(yīng)衍射級次的能量進(jìn)行分配來實(shí)現(xiàn)預(yù)期分束效果。與級聯(lián)光柵分束器相比，分束DOE對入射光偏振態(tài)無要求，且可實(shí)現(xiàn)奇數(shù)分束；與達(dá)曼光柵分束器相比，分束DOE衍射效率及分束光斑均勻性更優(yōu)；與傳統(tǒng)刻蝕DOE相比，液晶分束DOE更易實(shí)現(xiàn)多階數(shù)相位變化，從而達(dá)到更高的衍射效率，工藝難度也明顯降低。因此，基于液晶分束DOE高衍射效率、高分束均勻性、高分離角精度、低無效衍射級次噪聲影響、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，其可用于并行激光加工、光傳感探測、光醫(yī)療美容等眾多應(yīng)用方向中，以提升加工效率和一致性。

我們提供的標(biāo)準(zhǔn)分束DOE工作波長λ為532nm和1064nm，其中級聯(lián)光柵分束器分束模式為1×4和2×2可選，液晶分束DOE分束模式有1×3、1×9和2×3可選，除現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品外，另提供各項(xiàng)參數(shù)規(guī)格的靈活定制，以方便用戶在不同應(yīng)用場景下的多樣化需求。

1×4、2×2級聯(lián)光柵分束器中一級、二級光柵在線偏振光下形貌 （左）和1×3、1×9、2×3二維液晶分束DOE相位圖（右）

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 平板結(jié)構(gòu)，體積小，易集成

• 透射式元件，能量利用率高

• 連續(xù)型相位，衍射效率高，分束均勻性好

• 定制靈活，分束角精度高，分束角可調(diào)

• 適用于多種類型光源的分束

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

性能參數(shù)

• 分束均勻性：對于分束得到的各光斑能量，均勻性定義為（1-極差/極和）×100 %

• 衍射效率：分束得到的有效級次能量占所有出射光能量之比

• 分束角：對于不同的分束方案有不同的定義

性能曲線

分束DOE應(yīng)用光路搭設(shè)示例

焦點(diǎn)整形DOE

焦點(diǎn)整形DOE可調(diào)制z方向上的光束能量分布，具體又分為長焦深整形和多焦點(diǎn)整形兩種效果。常用于激光加工中的切割應(yīng)用，以得到更平整的切割斷面，更好的切割質(zhì)量。我們提供長焦深和多焦點(diǎn)兩種焦點(diǎn)整形DOE，其中長焦深DOE為平板錐透鏡（PB  Axicon，PBA），是基于N-BK7玻璃基底和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，呈現(xiàn)為“前后玻璃襯底，中間LCP功能膜層”的三明治結(jié)構(gòu)。在LCP層中，液晶分子的快軸取向沿基片徑向呈等周期漸變分布，其在整個(gè)器件平面上具有相同的λ/2延遲量，為單波長器件。平板錐透鏡具有偏振相關(guān)的光學(xué)特性，根據(jù)入射光束偏振態(tài)的不同，可用于實(shí)現(xiàn)光束環(huán)形會聚或發(fā)散；當(dāng)入射光為左旋圓偏振光時(shí)，還可同時(shí)用于生成具有無衍射特性、自恢復(fù)特性的貝塞爾光束。相較于傳統(tǒng)的錐透鏡，我們的平板錐透鏡為平板結(jié)構(gòu)，無立體錐尖，更易集成；同時(shí)其錐尖部分的結(jié)構(gòu)成型依賴于液晶分子的取向變化，可以達(dá)到微米級的加工精度；另外還具備大色散的特點(diǎn)。

多焦點(diǎn)（Multi Focal，MF）DOE也采用N-BK7玻璃基底和液晶聚合物材料制成，由兩層1 英寸玻璃襯底和單層帶有設(shè)計(jì)相位的LCP層組成，為單波長器件。多焦點(diǎn)DOE是一種用于焦點(diǎn)整形的衍射光學(xué)元件，可實(shí)現(xiàn)入射光在軸向上聚焦為固定個(gè)數(shù)、相等間距、能量均勻的焦點(diǎn)，其利用光的衍射原理來設(shè)計(jì)相位，并通過光控取向使液晶聚合物薄膜形成設(shè)計(jì)好的相位結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對入射光的相位調(diào)制，使光分散在不同的衍射級次，最后利用聚焦透鏡使各個(gè)級次聚焦從而形成多個(gè)焦點(diǎn)。因此，多焦點(diǎn)DOE一般與物鏡搭配使用，以方便實(shí)現(xiàn)一般應(yīng)用情境下的多焦點(diǎn)需求。多焦點(diǎn)DOE主要應(yīng)用于激光深度切割，如透明玻璃、藍(lán)寶石等的切割，相比于傳統(tǒng)激光切割，其可以利用軸向多個(gè)均勻排布的焦點(diǎn)對材料進(jìn)行深度切割，從而達(dá)到較為理想的平整切面。

我們提供工作波長為532nm、633nm、1064nm，偏轉(zhuǎn)角（半角）為0.5 °、1 °、2.0 °、2.3 °、4.7 °的1英寸標(biāo)準(zhǔn)平板錐透鏡， 提供工作波長為1064 nm，焦點(diǎn)個(gè)數(shù)為3 個(gè)和5 個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)多焦點(diǎn)DOE，除了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品外我們，同時(shí)支持參數(shù)規(guī)格的靈活定制，以方便用戶在不同應(yīng)用場景下的多樣化需求。 

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 平板結(jié)構(gòu)，體積小，易集成

• 透射式元件，能量利用率高

• 衍射錐鏡“錐尖”精度高，衍射效率高，焦深可選

• 多焦點(diǎn)DOE定制靈活，焦點(diǎn)個(gè)數(shù)、間距和能量分布可調(diào)

• 適合高質(zhì)量單模激光

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

性能參數(shù)

• 偏轉(zhuǎn)角：準(zhǔn)直光束入射后得到的出射光束會聚或發(fā)散角的半角

• 焦點(diǎn)能量均勻度：對于多焦點(diǎn)整形得到的各焦點(diǎn)能量，均勻性定義為（1-極差/極和）×100 %

• 零級占比：長焦深整形得到的零級光斑能量占所有出射光能量之比

性能曲線

焦點(diǎn)整形DOE應(yīng)用光路搭設(shè)示例

環(huán)形整形DOE

環(huán)形整形DOE基于其不同相位，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的環(huán)形整形效果，如渦旋波片產(chǎn)生的渦旋光、衍射錐鏡 產(chǎn)生的遠(yuǎn)場環(huán)形光等。其中，渦旋光常用于光鑷、超分辨顯微、光刻等多種應(yīng)用；遠(yuǎn)場環(huán)形光則常用于原子陷俘、角  膜手術(shù)、激光鉆孔等多種應(yīng)用。

渦旋波片（Vortex Retarder，VR）是基于N-BK7玻璃基底和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，呈現(xiàn)為“前后玻璃襯底+中間LCP功能膜層”的三明治結(jié)構(gòu)，安裝于標(biāo)準(zhǔn)SM1透鏡套筒中。在LCP層中，液晶分子的快軸取向沿基片徑向一致，沿基片角向連續(xù)漸變。其在整個(gè)器件平面上具有相同的 λ/2延遲量，為單波長器件。渦旋波片具有偏振相關(guān)的光學(xué)特性，根據(jù)入射光束偏振態(tài)的不同，可用于生成矢量偏振光束或具備螺旋相位波前的渦旋光束，可將TEM00模高斯光束轉(zhuǎn)換為“空心孔型”的拉蓋爾-高斯（Laguerre-Gaussian，LG）強(qiáng)度分布（以上光學(xué)特性詳見技術(shù)說明）。相較于傳統(tǒng)的光場調(diào)控方式，渦旋波片具有高效穩(wěn)定、操作簡易、功能專一的優(yōu)勢；其真零級特點(diǎn)也幫助實(shí)現(xiàn)了較低的波長敏感性、較高的溫度穩(wěn)定性和較大的入射角范圍。

平板錐透鏡（PB Axicon，PBA），是基于N-BK7玻璃基底和液晶聚合物（Liquid Crystal Polymers，LCP）材料制成，呈現(xiàn)為“前后玻璃襯底，中間LCP功能膜層”的三明治結(jié)構(gòu)。在LCP層中，液晶分子的快軸取向沿基片徑向呈等周期漸變分布，其在整個(gè)器件平面上具有相同的λ/2延遲量，為單波長器件。平板錐透鏡具有偏振相關(guān)的光學(xué)特性，根據(jù)入射光束偏振態(tài)的不同，可用于實(shí)現(xiàn)光束環(huán)形會聚或發(fā)散；當(dāng)入射光為左旋圓偏振光時(shí)，還可同時(shí)用于生成具有無衍射特性、自恢復(fù)特性的貝塞爾光束。相較于傳統(tǒng)的錐透鏡，我們的平板錐透鏡為平板結(jié)構(gòu)，無立體錐尖，更易集成；同時(shí)其錐尖部分的結(jié)構(gòu)成型依賴于液晶分子的取向變化，可以達(dá)到微米級的加工精度；另外還具備大色散的特點(diǎn)。

我們提供的標(biāo)準(zhǔn)渦旋波片工作波長在405~1550 nm 之間，階數(shù)m為1~128，標(biāo)準(zhǔn)1英寸平板錐透鏡工作波長為532nm、633nm、1064nm，偏轉(zhuǎn)角（半角）為0.5 °、1 °、2.0 °、2.3 °、4.7 °，除了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品外我們，同時(shí)支持參數(shù)規(guī)格的靈活定制，以方便用戶在不同應(yīng)用場景下的多樣化需求。

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 平板結(jié)構(gòu)，體積小，易集成

• 透射式元件，能量利用率高

• 渦旋光場調(diào)控過程操作簡易、轉(zhuǎn)換效率高

• 衍射錐鏡“錐尖”精度高，衍射效率高，環(huán)寬及直徑可調(diào)

• 適合高質(zhì)量單模激光

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

性能參數(shù)

• 偏轉(zhuǎn)角：準(zhǔn)直光束入射后得到的出射光束會聚或發(fā)散角的半角

• 轉(zhuǎn)換效率：拉蓋爾-高斯能量分布中1階能量占所有出射光能量之比

• 零級占比：長焦深整形得到的零級光斑能量占所有出射光能量之比

性能曲線

透鏡陣列勻化器

透鏡陣列勻化器能夠?qū)崿F(xiàn)多模激光不同形狀的非準(zhǔn)直勻化效果?？捎糜卺t(yī)療美容方向的光束勻化、機(jī)器視覺方向的背景光勻化等場景。

我們的透鏡陣列勻化器包括平板微透鏡陣列和平板柱透鏡陣列，其中平板微透鏡陣列是一種基于液晶聚合物的衍射光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)激光勻束、光束整形的平板光學(xué)元件，由聚合物薄膜和單片N-BK7窗口片組成，利用液晶聚合物薄膜上的陣列式相位分布實(shí)現(xiàn)微透鏡陣列功能。其出射光束形態(tài)與微透鏡單元的各項(xiàng)參數(shù)相關(guān)，通過調(diào)整微透鏡單元的相位周期及輪廓，能夠靈活控制出射光束的發(fā)散角大小和光斑形狀，實(shí)現(xiàn)多種不同形狀及大小的激光勻束和光束整形需求。該器件與入射光偏振態(tài)相關(guān)，控制入射光為右旋或左旋圓偏振光，可使光束經(jīng)過單元透鏡后產(chǎn)生發(fā)散或會聚，基于衍射原理，單元透鏡發(fā)散或會聚角遵循sinθ=λ/p，λ為設(shè)計(jì)波長，p為單透鏡徑向相位周期。同時(shí)，微透鏡陣列為單波長設(shè)計(jì)，無球差，入射面鍍有增透膜，具有較高的透過率和衍射效率，在波前傳感、光聚能、光整形等多種系統(tǒng)中可得到廣泛應(yīng)用，在光信息處理、光互連、光計(jì)算、圖像掃描儀、光場相機(jī)、醫(yī)療器械、3D成像和顯示等領(lǐng)域中，有巨大發(fā)展?jié)摿?。平板柱透鏡陣列是一種基于液晶聚合物的衍射光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)光束一維整形和勻化的平板光學(xué)元件，由聚合物薄膜和雙片N-BK7窗口片組成，聚合物薄膜上的一維陣列式相位分布實(shí)現(xiàn)柱透鏡陣列功能。其對光束的調(diào)制作用與入射光束偏振特性和柱透鏡單元參數(shù)相關(guān)：通過將入射光束調(diào)節(jié)為左旋圓偏振光（右旋圓偏振光），可以得到先會聚后發(fā)散的右旋圓偏振出射光束（發(fā)散的左旋圓偏振出射光束），且發(fā)散或會聚角遵循sinθ=λ/p，其中，λ為設(shè)計(jì)波長，p為單元柱透鏡相位周期，通過調(diào)節(jié)柱透鏡單元的相位周期，能夠靈活控制出射光束的發(fā)散角大小，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的光束一維整形和勻化需求。同時(shí)，平板柱透鏡陣列為單波長設(shè)計(jì)，無球差，入射面鍍有增透膜，具有較高的透過率和衍射效率。以上特性使得平板柱透鏡陣列在成像、機(jī)器視覺、半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直等科研領(lǐng)域的應(yīng)用中有著較大的潛力。

我們提供尺寸?25.4  mm，微透鏡單元焦距為5 mm、50 mm，出射光束形狀為方形，工作波長為532 nm、633 nm、850 nm、915 nm、976 nm的標(biāo)準(zhǔn)微透鏡陣列，除此之外，還提供多規(guī)格定制服務(wù)，包括特殊尺寸、工作波長、射束發(fā)散角、射束輪廓等指標(biāo)。

透鏡陣列勻化器(左)，偏光顯微鏡下平板微透鏡陣列結(jié)構(gòu)圖(中)，偏光顯微鏡下的平板柱透鏡陣列結(jié)構(gòu)圖(右)

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 平板結(jié)構(gòu)，體積小，易集成

• 透射型勻化，能量利用率高

• 連續(xù)型相位，高占空比，衍射效率高，勻化效果好

• 定制靈活，勻化形狀可選，發(fā)散角可調(diào)

• 更適合多模激光非準(zhǔn)直勻化

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

性能參數(shù)

• 出射光斑不均勻性：光斑歸一化能量分布90%以上區(qū)域的能量均方根誤差

• 衍射效率：光斑歸一化能量分布90%以上區(qū)域的能量占所有出射光能量之比

性能曲線

SLB系列折射光學(xué)模組

貝塞爾加工頭

貝塞爾加工頭是一種用于激光加工系統(tǒng)終端的光學(xué)模組，由折射和衍射型光學(xué)元件共同集成于金屬機(jī)械套筒中組成，通過錐透鏡的光場調(diào)控作用和雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的光束整形作用，能夠生成滿足激光加工要求的貝塞爾光束。貝塞爾加工頭適用于單模激光；其光學(xué)元件部分采用了高透過率基材，具有較高的能量利用率；緊湊的模塊化結(jié)構(gòu)易于集成，對各種激光加工系統(tǒng)有著較好的適配度；通過獨(dú)特的光學(xué)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)非常小的像差；出射光斑中心主瓣尺寸＜?2μm，可實(shí)現(xiàn)0.2mm-12 mm深度范圍（包含定制）內(nèi)小崩邊、小熱影響區(qū)域、無錐度的切割效果。目前設(shè)計(jì)有工作波長為1064nm，空氣焦深0.5、1、2、4、6、8mm的貝塞爾加工頭標(biāo)品，同時(shí)支持參數(shù)規(guī)格的靈活定制，以方便用戶在不同應(yīng)用場景下的多樣化需求。

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 采用高透光學(xué)基材，整體透過率高

• 獨(dú)特光學(xué)設(shè)計(jì)，小像差，光斑尺寸＜2 μm

• 切割深度0.2-12 mm，適合不同厚度的材料

• 模塊緊湊，適配性高，易于集成

• 切割崩邊小，無錐度，熱影響區(qū)域小

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

F-Theta場鏡

F-Theta場鏡是一種平場掃描透鏡，采用高透過率的光學(xué)玻璃作為基材，由透鏡組以特定的設(shè)計(jì)方案集成于機(jī)械外殼中組成。其聚焦光束的高度為f×θ（θ為入射光束的入射角），因此輸入光束和輸出光束的角速度直接成正比，使掃描反射鏡能夠以恒定的角速度運(yùn)轉(zhuǎn)，常用于提高邊緣光束入射到探測器的能力、使探測器光敏面上的非均勻光得以均勻化、補(bǔ)償系統(tǒng)的場曲與畸變等。F-Theta場鏡在使用時(shí)能夠提供平場像平面，同時(shí)能極大簡化控制電路，具有高透過率、大掃描范圍、低像差和低F-Theta畸變的特點(diǎn)，在中低激光功率的微加工方面，如標(biāo)刻機(jī)、雕刻機(jī)、激光打印機(jī)、傳真機(jī)、印刷機(jī)以及制作半導(dǎo)體集成電路的激光圖形發(fā)生器和激光掃描精密設(shè)備中，有較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 適用于高精度材料加工和掃描應(yīng)用

• 平場像平面，大掃描范圍

• 空氣隙設(shè)計(jì)，低像差設(shè)計(jì)

• 低F-Theta畸變

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品型號

以SLB-FT-532-16-330-347為例，聚焦光斑尺寸分布圖（左）和場曲分布圖（右）

微納光學(xué)元件定制

微納光學(xué)元件又稱衍射光學(xué)元件，指的是一種在平整基底表面上通過各種方式做制備出微米、納米級尺度二維結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件。微納光學(xué)元件以最高的效率將入射光束轉(zhuǎn)變?yōu)槿我夤獍咝螤?。按功能不同，微納光學(xué)元件基本可以分為三類：光束整形器件、分束器、勻光器。  激光直寫技術(shù)是制作微納光學(xué)元件的主要技術(shù)之一。通過調(diào)制曝光光束功率密度、光束尺寸大小以及偏振態(tài)可以實(shí)現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)。基于液晶微納產(chǎn)品制作工藝，目前我們可以制備工作波長在400-2000nm范圍內(nèi)的各類液晶微納光學(xué)元件?；诮Y(jié)構(gòu)的不同，最小特征尺寸可達(dá)到5-0.2μm，且相位結(jié)構(gòu)可以靈活處理，基本可以制備任意一維、二維相位結(jié)構(gòu)，器件外觀尺寸上也支持多種厚度及口徑。

SGD系列微納光學(xué)元件

微透鏡列陣

微透鏡列陣元件是由通光孔徑為微米級及浮雕深度為微納米級的透鏡組成的列陣，可實(shí)現(xiàn)聚焦成像、準(zhǔn)直等功能，具有單元尺寸小、集成度高等優(yōu)點(diǎn)。主要用于 Shack-Hartmann 波前傳感、紅外焦平面探測、CCD 列陣光聚能、LD 整形、激光列陣掃描、激光顯示、光纖耦合、光場相機(jī)、3D 顯示、數(shù)字無掩膜光刻(DMD) 等系統(tǒng)。

二元微透鏡列陣

二元微透鏡列陣指的是利用臺階狀的面形結(jié)構(gòu)來趨近于連續(xù)浮雕結(jié)構(gòu)的微透鏡列陣。該元件利用二元掩模通過多次套刻完成多個(gè)臺階結(jié)構(gòu)的制備，可制備結(jié)構(gòu)指標(biāo)參數(shù)如下：

• 波段范圍：0.248μm ~10μm；

• 子口徑形狀：圓形、矩形、正六邊形、環(huán)形等

• 子透鏡口徑：0.01mm~4mm

• 透鏡材料：石英、硅、鍺、硒化鋅等

• 典型臺階數(shù)：2、4、8、16

• 衍射效率：75%~95%

連續(xù)面形微透鏡列陣

我們采用獨(dú)特的成形及面形控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無衍射色差，適用于寬波段系統(tǒng)成像和聚焦的高精度連續(xù)表面微透鏡列陣。

• 數(shù)值孔徑：0.01~0.5

• 透鏡面形：球面、拋物面、雙曲面等

• 面形誤差：<3%

• 子透鏡口徑：5μm~4mm

• 填充因子：> 98%

• 子孔徑形狀：四邊形、六邊形、圓形、矩形等

• 透鏡材料：石英、硅、鍺、硒化鋅、K9、氟化鈣、PMMA、PC等

柱透鏡列陣

可以研制任意面形分布（如非球面）的微柱透鏡列陣，結(jié)構(gòu)周期20μm~5mm，應(yīng)用于光聚焦、整形等領(lǐng)域。下圖所示為我們研制的特殊面形的柱鏡結(jié)構(gòu)，面形精確控制在50nm，表面粗糙度小于10nm。

四邊形微透鏡列陣

四邊形微透鏡是指口徑形狀為四邊形或者按照四邊形排布的透鏡。我們可以定制口徑范圍在5μm~5mm之間的四邊形微透鏡列陣。

子口徑（μm）子口徑形狀列陣數(shù)可訂制焦距范圍（mm）基片尺寸(mm)

六邊形微透鏡列陣

六邊形微透鏡列陣指的是口徑形狀為六邊形或者按照六邊形排布的微透鏡列陣?？啥ㄖ瓶趶酱笮≡?0um~5mm（透鏡中心間距）之間的六邊形微透鏡列陣。

子口徑（μm）子口徑形狀列陣數(shù)可訂制焦距范圍（mm）基片尺寸(mm)

任意排布任意面形微透鏡列陣

可以按照客戶的特殊需求訂制任意面形任意排布的微透鏡列陣。以下為本單位所制備的離軸型微透鏡列陣的形貌圖以及焦斑圖。

微透鏡列陣典型應(yīng)用

哈特曼波前傳感器

微透鏡列陣是夏克-哈特曼波前傳感器波前分割的核心器件，通過計(jì)算其焦斑位置的偏移來測量波前。該波前傳感系統(tǒng)可應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、航空航天、眼科醫(yī)學(xué)等研究及工業(yè)加工領(lǐng)域的高精度、無損、在線波前檢。

焦平面聚能器件

由于傳感器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，感光元與感光元之間存在間隙，這些間隙的存在造成光入射能量的極大損失，利用微透鏡列陣將原本入射到這些間隙上的光會聚到感光元上，可以極大的提高傳感器的光能利用率。

光場相機(jī)

利用微透鏡列陣與場鏡之間的相互匹配，獲取大數(shù)據(jù)量豐富的圖像數(shù)據(jù)，利用后續(xù)算法可實(shí)現(xiàn)多景深圖像信息再現(xiàn)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)連續(xù)空間的數(shù)據(jù)獲取。

三維顯示

利用微透鏡列陣與微結(jié)構(gòu)圖形之間的相互作用，可實(shí)現(xiàn)三維立體影像的獲取和重現(xiàn)，進(jìn)而發(fā)展可應(yīng)用于包裝、防偽、3D印刷、立體廣告牌、三維影視、立體畫等技術(shù)領(lǐng)域。

相位板器件

研制各種基于微光學(xué)技術(shù)的波前調(diào)制器件，包括臺階型和連續(xù)表面型，具有準(zhǔn)確、系統(tǒng)緊湊、方便調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。擁有多種自主開發(fā)的設(shè)計(jì)軟件及數(shù)據(jù)處理模塊，主要包括波前轉(zhuǎn)換方法，改進(jìn)遺傳算法及模擬退火的全局優(yōu)化技術(shù)等。器件主要用于像差校正，相位模擬、非球面檢測（CGH），光束控制、景深及視場調(diào)制等領(lǐng)域?？芍苽湓叽缈蛇_(dá)100mm，應(yīng)用范圍涵蓋紫外到紅外波段。

螺旋相位板

連續(xù)面形螺旋相位板相對于傳統(tǒng)的臺階狀元件極大提高了光的利用率，其典型應(yīng)用為將入射平行光轉(zhuǎn)換為帶角動量的渦旋光，用于光攝、光子捕獲。本研究小組可以進(jìn)行各種拓?fù)潆姾蓴?shù)的螺旋相位板的制備，如下圖所示。

隨機(jī)相位板

隨機(jī)相位板可對系統(tǒng)位相進(jìn)行精確模擬、校正或調(diào)制?？僧a(chǎn)生單階、多階像差位相器件，用于各種光學(xué)系統(tǒng)靜態(tài)像差校正；也可產(chǎn)生具有特定功率譜的動態(tài)隨機(jī)波像差等。典型應(yīng)用為用于矯正人眼高階像差模擬器、大氣湍流位相調(diào)制效應(yīng)像差補(bǔ)償元件及非球面檢測用CGH位相板。

復(fù)合型相位板

可以研制兼具連續(xù)面形和二元結(jié)構(gòu)的復(fù)合型相位板，使其能夠?qū)膺M(jìn)行特殊調(diào)制，從而產(chǎn)生特定的光學(xué)效果。

衍射器件（DOE）

衍射光學(xué)器件在激光加工、激光光束整形、激光醫(yī)療、移動智能設(shè)備、人機(jī)自然交互體感、手姿控制系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，可實(shí)現(xiàn)高衍射效率、高均勻性光束變換、整形、分光及位相調(diào)制等。深入研究基于標(biāo)量衍射理論的G-S算法、直接二元搜索法(DBS)、模擬退火算法(SA)、遺傳算法(GA)、能量守恒算法及基于矢量衍射理論的積分法、微分法、模態(tài)法、耦合波法，開發(fā)出多款專業(yè)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，可提供全局最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。深入開展高深寬比納米結(jié)構(gòu)的制備研究，成功實(shí)現(xiàn)大角度（70度）、復(fù)雜圖形的設(shè)計(jì)、加工、制備。

主要技術(shù)參數(shù)

• 器件口徑：＜100mm

• 器件材料：熔融石英、BK7、硅、鍺、硒化鋅、K9、氟化鈣、藍(lán)寶石等

• 特征尺寸：百納米~微米

• 量化臺階：多階

• 衍射效率高。

分束器件

將入射光按照設(shè)計(jì)要求分成所需的一維或二維多束出射光，如2×2、4×4、7×7、 9×9、15×15、65×65等。使用波長涵蓋565nm、694nm、850nm、1064nm、2940nm、10.6um等。分束器點(diǎn)陣間能量一致性高、中央主極大可有效控制，也可根據(jù)設(shè)計(jì)需求達(dá)到特定能量比分布?？蓮V泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、激光加工等領(lǐng)域。

一維分束器型號（波長-分束數(shù)-角度）二維分束器型號（波長-分束數(shù)-角度）

工具類結(jié)構(gòu)光

單線、多線、網(wǎng)格、隨機(jī)散斑結(jié)構(gòu)光（SL）

型號（類型-波長-角度）	圖例	型號（類型-波長-角度）	圖例
SL- L1-650-43		SL-A-635-47×4.6
SL- L1-650- 60		SL-G-532-8×8-8
SL-L1-650 -90		SL-G-532-8×8-36
SL-L1-905-60		SL-G-450 -10×10-53
SL-L1-905-100		SL-G-650 -10×10-2.9
SL-L3-650 -67×17		DWX-650-10
SL-L7-650-23×50		DWX-650-15
SL-L7-808-33		SL-830-NJ-63×51
SL-L11-650-30		SL-532-962-30
SL-L41-650-55×43		SL-532-35000-30×40
SL-L25-808-33		SL-830-35000-63×51
SL-C-532-15		SL-830-53×0.36
SL-C-532-60		SL-830-4800-40
SL-C-650-60		SL-830-900-38
SL-LK-532-75		SL-940-4800-42
SL-CK-525-75		SL-940-962-60
SL-CK-650-75

定位及人機(jī)交互結(jié)構(gòu)

人機(jī)行為交互是指計(jì)算機(jī)通過定位和識別人類，跟蹤人類肢體運(yùn)動，表情特征，從而理解人類的動作和行為，并做出響應(yīng)的智能反饋過程的一種全新的、和諧、普適的交互方法。由于衍射件可以把激光變換成幾乎任意復(fù)雜的結(jié)構(gòu)光(Structured light)，包括散斑、條紋等，在體感、手姿控制等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。另外，DOE在深度相機(jī)、3D測量等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。

型號（類型-波長-角度）	圖案	型號	圖案
DWK-520-21		PT-JP-F
DWK-520-50.8′39		PT-JP-I
DWK-520-60′45
DWK-650-30×21		PT-JP-I
DWK-650-40×31		PT-JP-SB
DWK-650-42×24		PT-TY-WY
DWK-650-45×45		PT-TY-DT
DWK-635-47×35		PT-G
DWK-650-53×39		PT-Q
DWK-650-45		PT-
DWK-650-60×45
DWK-650-70×50

2014年12月26日，我們成功研制出零級滿足人眼安全標(biāo)準(zhǔn)的830nm隨機(jī)點(diǎn)陣產(chǎn)生器?？蓮V泛應(yīng)用于運(yùn)動物體追蹤，手勢識別，三維傳感與測量等領(lǐng)域。下圖為微光學(xué)組實(shí)拍的830nm下隨機(jī)點(diǎn)陣圖，中心零級功率低于0.04mw。

激光虛擬鍵盤

激光虛擬鍵盤通過衍射光學(xué)元件在指定平面產(chǎn)生虛擬的鍵盤圖像，再通過紅外傳感器感知使用者的手指位置，從而達(dá)到輸入目的。目前激光虛擬鍵盤已應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、便攜式充電設(shè)備等。研制的虛擬鍵盤字體清晰、均勻性好、能量利用率高。提供標(biāo)準(zhǔn)鍵盤衍射器件，接受定制不同字體、不同排布、不同語言的特種鍵盤研發(fā)。

任意圖形生成器件

發(fā)展了基于矢量理論的設(shè)計(jì)方法，成功實(shí)現(xiàn)大角度、復(fù)雜圖形的設(shè)計(jì)，并成功實(shí)現(xiàn)多臺階衍射元件的加工和制備?？筛鶕?jù)用戶需求，生成任意的圖形分布，比如各種標(biāo)志、人像、槍瞄、網(wǎng)格等衍射元件的設(shè)計(jì)和加工以及檢測。

軸向多焦點(diǎn)及長焦深DOE

軸向多焦點(diǎn)DOE，當(dāng)準(zhǔn)直平行光入射時(shí)，可以在光軸方向上產(chǎn)生多個(gè)焦點(diǎn)，且焦點(diǎn)的數(shù)量、間距和能量比可以根據(jù)用戶需求靈活地調(diào)控。長焦深DOE，對于確定的入射光尺寸和透鏡的F數(shù)，可以靈活調(diào)節(jié)焦深。

多波長DOE

通過衍射元件實(shí)現(xiàn)對混合光的精確控制，在成像、全息、光鑷、彩色成像像差校正、信息處理、信息傳輸、防偽、保密等領(lǐng)域有廣泛的用途。

整形器件

將入射光按照設(shè)計(jì)要求分成所需的平頂光、環(huán)形光、四極照明等多種，能量比可控?？蓱?yīng)用于激光熱處理、激光熱負(fù)荷實(shí)驗(yàn)、信號處理等。

微納米量級結(jié)構(gòu)制作

自主研發(fā)的各種圖形轉(zhuǎn)換軟件、數(shù)據(jù)處理程序，可實(shí)現(xiàn)任意圖形的掩模設(shè)計(jì)。 光柵結(jié)構(gòu)、分辨率板、任意圖形各種微納米級結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和復(fù)制，以及實(shí)現(xiàn)金屬化圖形的批量化制備。

• 特征尺寸： ≥2μm

• 基底材料：石英、硅、鍺、硒化鋅等

• 金屬種類：金、銀、鉻、鋁等

微米量級圖形

納米量級圖形