远摄深度DOE的原理和用户手册

焦深DOE是一种衍射光学元件，它可以产生具有几乎均匀的能量分布的焦点长焦距显微镜 原理，并且沿光轴在焦距附近的焦距为几百微米到几毫米. 与普通焦点相比，该长焦点具有几乎相同的宽度，但是焦点长度大大增加，因此特别适合于材料的深切割. 该应用文档是为了方便行业同事和用户理解和使用远摄深度DOE.

远摄深度DOE的工作原理

为便于理解，我们可以借用多焦点DOE模型来解释远摄深度DOE的原理. 多焦点DOE可以将一束光束分成几束，然后聚焦每束光束，以便可以将每束光束聚焦在沿光轴的不同位置. 远摄深度DOE的工作原理相似，但它产生连续功能，而不是分成多个特定焦点. 因此，入射光沿光轴连续聚焦. 从理论上讲，我们可以将其描述为: 几乎无限数量的输入能量聚焦在沿光轴彼此非常靠近的不同位置（无限小距离）上，从而产生拉长聚焦的效果.

注意: 理解每个离散部分的焦深很小是非常重要的. 因此，对于沿光轴的每个平面，只有少量能量处于焦点上，而其余能量将不在焦点上. 未聚焦的能量表现为围绕高中心点的低能量环或高能量环. 这种能量分布有利于激光线切割.

远摄深度DOE设计理论

对于普通的高斯激光束，焦深可以通过以下公式定义:

-——瑞利长度

-2 x——x方向的光束质量

-d-光束直径（1 / e2）

-Δ-能量密度下降

使用远摄深度DOE，您可以绕过此公式的限制. 当使用长焦深DOE时，焦点区域由元件角度，外部镜头焦距和光束直径确定.

理论上，您可以设计一个产生长焦深的方案，但是此方案的代价是降低中心点的能量密度. 通常，延长焦深足以改善该处理效果，而不必对光学系统中的其他设备进行重大更改. 无需更改激光器或更改焦距即可实现该解决方案.

如何更改焦点深度

对于不同的聚焦透镜长焦距显微镜 原理，可以根据以下公式更改聚焦深度

-Δ聚焦深度

-Δ0——初始聚焦深度

-λ波长

-λ0-初始波长

-fr有效焦距

-fr0——初始有效焦距

改变焦深的另一种方法是改变入射激光的直径.

Δ=（w / w0）Δ0

-w0-初始入射光的直径

对于聚焦深度的微小变化，我们建议使用两步式组件. 与不使用光学元件的光学系统的聚焦深度相比，这些元件的聚焦深度增加了约1.5倍.

更改焦深DOE焦深规则（在其他系统参数保持不变的情况下）:

1. 增加有效焦距=增加焦深

2. 增大光束直径=减小焦点深度

改变玻璃切割DOE焦深的示例

具有远摄深度DOE和高斯光束的光束的比较

-5mm高斯光束

-有效焦距50mm

-波长532nm

图2是不同入射光直径的比较，图3是不同有效焦距的比较.

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