以色列Holoor的點環形光束整形器

Holoor可調點環形光束整形鏡，應用于激光焊接，提高焊接質量

Holoor點環形光束整形鏡片，可調控點環光能量比，以提高高功率激光焊接速度和焊接質量。

最近，隨著高功率近紅外光纖激光器的供應量增加，且價格合理，功率實際上已不再是激光焊接過程速度的限制因素。相反，其他物理現象，如飛濺、咬邊、駝峰和焊接孔隙率，在高焊接速度下成為主導。當使用由同心環和點光斑組成的特殊光斑輪廓時，這些現象已被證明大大減少。然而，對于不同的焊接工藝參數和不同的系統設置，點和環之間的最佳功率比不同，因此可調節的環點比使系統制造商能夠為每個工藝找到最佳工作點。

用單模激光器焊接鋁箔。左圖-使用高斯光斑；右圖-使用Flexishaper可調點環形光束整形器。兩種焊接方式的功率和速度相同。

為了滿足這一需求，HOLO/OR推出了Flexishaper可調點環形光束整形器光學模塊，用于控制調節點環比。Holoor點環形光束整形鏡片是一種衍射整形解決方案，由放置在同一光軸元件DOE組成，當它們相互旋轉時，可以將通過它們傳播的光束從中心光斑的100%功率塑造到周圍環處的~80%功率，中心幾乎沒有能量，對這些狀態之間的功率比進行連續的全范圍控制。

下圖是旋轉方向的強度分布，0°時所有功率都集中到中心點，15°時幾乎所有的功率都集中到環上，7.5°時是一個可調點環形能量比例分布的位置，其中的一部分能量在中心點，另一部分能量在周圍的環。

旋轉鏡片改變強度分布，不同設置下點環形之間的功率分布

Flexishaper DOE可以安裝到現成的手動或電動旋轉支架中，形成一個光學模塊。該模塊可以以多種配置集成到光軸中，不需要高數值孔徑或其他與標準激光焊接光學器件不同的昂貴光學器件。Flexishaper光束整形DOE可與單模和多模激光器一起使用，并可適用于通常與千瓦級激光器一起使用的大光束（直徑15-22mm），從而實現大范圍的宏觀和微觀焊接工藝。

一旦找到工藝的最佳比率，就可以用單個靜態DOE替換模塊，以產生所需的確切比率，從而使解決方案更具成本效益。

用于可調環到點成形的Flexishaper概念由以色列Holoor在2019年的一篇學術文章中介紹。 然后改進為旋轉模塊形式，并于2021年發布。

該模塊形式與Holoor的姊妹公司SCANLAB和BLACKBIRD合作進行了單模高速箔激光焊接的測試和驗證，焊接速度提高30%，功率高達700W，在更高的激光功率接近1KW的情況下，焊接兩塊100微米的不銹鋼板的重疊部分，有可能達到55%以上。

使用SCANLAB和BLACKBIRD驗證Flexishaper概念:左圖SM高斯點焊，沒有使用Flexishaper;右圖SM激光器與Flexishaper可調點環形光束整形器。

以色列Holoor的點環形光束整形器