作者：叶gx 时间：2025-08-06
英国PowerPhotonic可将单模高斯光束转换为贝塞尔、环形、点环形和可变光束。PowerPhotonic平顶贝塞尔光束整形器产生均匀的轴向分布，均匀贝塞尔光束切割头（贝塞尔加工头、贝塞尔切割头）在传播方向上实现均匀处理；PowerPhotonic环形光束整形器产生透镜焦点处小于2倍衍射极限的小型环形轮廓；PowerPhotonic点环形光束整形器在聚焦透镜焦点处产生小环+高斯光束；PowerPhotonic可变光束整形器输入不同光束直径，生成不同的输出轮廓，包括：高斯光斑、平顶圆光斑、环形光斑。
一、贝塞尔光束整形器（Bessel Beam Generator）
PowerPhotonic平顶贝塞尔光束整形器是一款先进的折射光学元件，均匀贝塞尔光束切割头旨在将单模高斯光束转换为贝塞尔光束。均匀贝塞尔光束切割头产生的贝塞尔光束在传播方向上具有平坦的强度分布，与客户提供的缩束镜配合使用，平顶贝塞尔光束镜片可实现玻璃和其他透明材料的高性能激光加工。
贝塞尔加工头（贝塞尔切割头）通过在光传播过程中产生均匀的强度分布，PowerPhotonic平顶贝塞尔光束整形器可确保与材料的一致相互作用。对于透明材料加工，平顶贝塞尔光束镜片均匀的强度分布可提高非线性加工的效率，从而实现精确的切割和修改。
对于玻璃切割，平坦贝塞尔光束的扩展焦距范围可实现清晰可控的修改。贝塞尔加工头（贝塞尔切割头）还具有高功率处理能力，从而提高了加工速度和切割质量。由于其折射设计，PowerPhotonic平顶贝塞尔光束镜片还具有波长灵活性的额外优势。
传统轴棱镜产生的贝塞尔光束轴向强度分布呈峰值，导致材料相互作用不均匀。PowerPhotonic贝塞尔光束整形器可产生均匀的轴向分布，从而在传播方向上实现均匀处理。
贝塞尔光束整形器与锥镜的比较
英国PowerPhotonic可实现
- 转换效率>95%
- 平整度系数>0.9（按照 ISO 13694:2019 定义）
- 0.5J/cm2（1030nm波长LIST，脉冲宽度500 fs，重复频率50 kHz）
输出轮廓：
贝塞尔光束沿传播方向的强度分布
Z=25mm处的轮廓
主要特点
- 沿传播方向的平坦强度分布
- 中心瓣尺寸与光束长度的高纵横比
- 连续波和脉冲激光器的高功率处理
目标应用：
- 激光玻璃切割
- 透明材料加工
- 医学成像
产品代码 PP-SM-BSL-1030-V1-AR
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参数 |
可选值 |
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设计波长 |
1030 nm |
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输入光束直径 |
4mm |
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初始贝塞尔光束长度 |
160mm |
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初级中央叶FWHM |
<40 µm |
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涂层（每面） |
R<0.25% |
典型系统设置
通过缩小系统，可以生成其他贝塞尔光束长度和波瓣尺寸。贝塞尔光束长度将按放大倍数的平方减小。中心波瓣尺寸将按缩小系统的放大倍数减小。
二、环形光束整形器（Ring Generator）
PowerPhotonic环形光束整形器旨在将准直单模光束转换为透镜焦点处小于 2 倍衍射极限的小型环形轮廓。该环形轮廓允许在光束扫描工件时严格控制焦点处的光学和热分布。单模环形光束整形器因其高激光损伤阈值和易于集成的特性，非常适合用于增材制造和其他激光微加工系统。
英国PowerPhotonic效果
- 整形效率>95%
- 消光比（环：中心）2.7 : 1
- 功率处理能力>100kW
输出轮廓：
光学设计
主要特点：
- 高功率处理能力
- 高消光比
- 近衍射极限环
目标应用：
- 增材制造
- 激光微加工
- 超快材料加工
标准品
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型号 |
设计波长（nm） |
输入光束直径，1/e2（mm） |
环直径，峰间值 (µm)* |
|
PP-SM-RNG-1070-V1-AR |
1070 |
5 |
50 |
*峰间直径以100mm 聚焦镜头计算
一般规格
|
参数 |
值 |
|
镜片直径（mm） |
25.4 +0/-0.1 |
|
镜片厚度（mm） |
1.01 +/- 0.01 |
|
镜片通光孔径（mm） |
15 |
|
每面涂层反射率（%） |
<0.5 |
表现
|
参数 |
值 |
|
峰间直径 (%) |
+/- 3 |
|
消光比（环：中心） |
2.7 |
|
中心功率+ (%) |
>95% |
+：主光斑内的功率占比
定制选项
PowerPhotonic环形光束整形器可轻松针对特定激光系统和工艺进行修改。我们独特的制造和设计工艺可实现高效定制，无需掩模版或母版。
部分定制选项包括：不同的激光波长（450nm 至 2μm 之间）、不同的输入光束直径、不同的输出峰间直径、不同的消光比、不同的镜片直径和厚度。
三、点环形光束整形器（Trident Generator）
PowerPhotonic点环形光束整形器旨在将准直单模光束转换为聚焦透镜焦点处的小环+高斯光束。在远程焊接中，点环形光束整形器可用于控制熔池，同时保持匙孔完整。这可以降低熔池粘度，减少焊缝飞溅和孔隙率。使用点环形光束整形器升级您的激光头，您可以体验到工艺质量提升、产量增加和运营成本降低的优势。
PowerPhotonic效果
- 整形效率>95%
- 消光比（高斯：环）10 : 1
- 连续激光功率处理能力>100kW
输出轮廓：
光学设计
主要特点：
- 高效光束转换
- 高功率处理
- 可选消光比
- 轻松集成
目标应用：
- 远程焊接
- 增材制造
- 激光微加工
- 超快材料加工
标准品
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型号 |
输入光束直径1/e2（mm） |
环直径，峰间值 (µm)* |
中心：环 最大强度 |
中心光斑直径 |
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PP-SM-RNG-1070-V1-AR |
5 |
100 |
N/A |
N/A |
|
PP-SM-TRI-1070-V1-AR |
5 |
350 |
1：1 |
6.4倍衍射极限 |
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PP-SM-TRI-1070-V2-AR |
5 |
350 |
2：1 |
5.5倍衍射极限 |
|
PP-SM-TRI-1070-V3-AR |
5 |
350 |
3：1 |
5倍衍射极限 |
* 使用100mm焦距镜头时。所有部件均设计为1070nm
一般规格
|
参数 |
值 |
|
镜片直径（mm） |
25.4 +0/-0.1 |
|
镜片厚度（mm） |
1.01 +/- 0.01 |
|
镜片通光孔径（mm） |
15 |
|
每面涂层反射率1（%） |
<0.25 (1260 - 1620 nm) |
表现
|
参数 |
值 |
|
环直径（P2P）（％） |
±3 |
|
最大强度比（%） |
±5 |
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中心功率+ (%) |
>95% |
+ 主光斑内的功率分数，* 定义见 ISO 13694:2018，1每侧反射率
定制选项
PowerPhotonic点环形光束整形器可根据具体激光系统和应用需求进行定制。
部分定制选项包括：不同的输入光束直径、不同的波长（在 450nm 至 2μm 的范围内）、不同的环直径、不同的强度比、不同的光学元件直径和厚度。
四、可变光束整形器（Variable Beam Shapers）
PowerPhotonic可变光束整形器是一款先进的折射光学元件，旨在将单模高斯光束转换为三种不同的输出轮廓之一。输出轮廓包括：(i) 高斯光斑；(ii) 平顶圆光斑；(iii) 环形光斑。PowerPhotonic可变光束整形器只需改变输入光束直径，即可轻松生成不同的输出轮廓。此外，当输入光束直径在其最小值和最大值之间变化时，输出轮廓的调整是连续的。
可变光束整形器使用户能够在其应用中实现动态光束整形。这对于激光焊接和激光增材制造等工业激光工艺尤为重要。动态光束整形可将工艺改进和效益提升到一个新的水平。现有的动态光束整形技术需要复杂且昂贵的激光系统，或者至少需要复杂且昂贵的激光加工头。
可变光束整形器由熔融石英制成，并继承了其他 PowerPhotonic光学器件的高功率处理能力（脉冲和连续波）。请联系我们讨论您对可变光束整形的要求。
PowerPhotonic效果
- 消光比（环到中心点输出）>5:1
- 平顶平坦度系数（平顶输出）>0.7
- 0.5J/cm2（1030nm波长LIST，脉冲宽度500 fs，重复频率50 kHz ）
输出轮廓：
主要特点：
- 可变输出轮廓，可根据输入光束直径进行调节
- 整形转换效率高
- 连续和脉冲激光器的高功率处理
目标应用：
- 激光焊接
- 激光增材制造
- 激光表面处理
一般规格
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参数 |
可选值 |
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可选波长 |
400 - 1300nm |
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输入光束直径范围 (1/e2) |
2 to 8mm |
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输入光束 |
单模 |
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工作条件 |
fs-ps-ns-Μs-ms-CW |
典型系统设置
实测与理论对比
还有其他可变输出光斑配置可供选择。其中包括点环形光束整形器，其中中心光斑的功率与环形光斑的功率比根据输入光束直径而变化。
