Los investigadores de la Universidad de Osaka desarrollaron una técnica para mejorar la precisión de la conformación del haz láser y el frente de onda obtenida por métodos convencionales sin costo adicional al optimizar la rejilla de fase virtual. Los resultados de su investigación se publicaron en Informes científicos .
Se requiere un haz de superficie plana cuadrada de alta calidad para varios campos, como procesamiento láser uniforme, medicina, así como aplicaciones láser de ultra alta intensidad para aceleradores y fusión nuclear. La forma del haz es clave para realizar las habilidades y efectos potenciales del láser. Sin embargo, dado que la forma del haz y el frente de onda varían según el láser, la conformación del haz es esencial para producir las formas deseadas para responder a diversas necesidades.
Se han desarrollado métodos de conformación de haz estáticos y adaptativos para diversas aplicaciones. Con el Elemento Óptico Difractivo DOE como método estático, la inclinación y la planitud del borde son bajas y el frente de onda se deforma después de la conformación. Además, el holograma generado por computadora CGHComo un método adaptativo típico tiene las mismas dificultades.
Mientras tanto, se desarrolló una técnica de conformación de haz adaptable que utiliza una rejilla de fase codificada en un modulador de luz espacial SLM con filtrado de frecuencia espacial en el plano de Fourier en un sistema 4f. Este método convencional genera un haz cuadrado plano al controlar espacialmente la difraccióneficiencia sin deformar el frente de onda. Sin embargo, debido a que los componentes extraídos y residuales se superponen en el plano de Fourier, fue necesario cortar el componente de alta frecuencia espacial HSF del componente extraído, limitando la planitud y la inclinación del borde del haz resultanteforma.
En este estudio, el grupo desarrolló una técnica de conformación de haz universal con alta precisión, que se puede utilizar para varios láseres desde el dominio ultravioleta hasta el infrarrojo cercano.
Este método separa espacialmente los componentes residuales y extraídos en el plano de Fourier utilizando una rejilla de fase diagonal virtual y elimina la superposición haciendo que el vector de rejilla kg no sea paralelo a los vectores normales kx o ky del perfil de haz deseado, que son paralelosentre sí en el esquema convencional.
Al usar eficientemente solo componentes extraídos que contienen componentes HSF, se logró la conformación de la viga a alta resolución. Esto permitió una viga plana superior altamente uniforme de cualquier forma arrinconada sin ondulaciones, suprimiendo el borde de la viga conformada a una altura de 20 m,que es menos del 20% del obtenido con la rejilla de fase vertical convencional.
El autor correspondiente, Yoshiki Nakata, dice: "Nuestro método, que permite la optimización de la conformación del haz mejorando la resolución y la precisión, contribuirá a un campo amplio, que incluye investigación básica, fabricación e ingeniería médica. En los sistemas convencionales de conformación del haz, la precisión de la conformación del hazse puede mejorar significativamente sin costo adicional simplemente cambiando el filtro de frecuencia espacial y la rejilla de fase codificada en un SLM ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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