Divisor de haz difractivo
El divisor de haz difractivo [1] [2] (también conocido como generador de haz de múltiples puntos o generador de haz de matriz ) es un elemento óptico único que divide un haz de entrada en N haces de salida . [3] Cada haz de salida conserva las mismas características ópticas que el haz de entrada, como tamaño, polarización y fase . Un divisor de haz difractivo puede generar una matriz de haz unidimensional (1xN) o una matriz de haz bidimensional (MxN), según el patrón de difracción del elemento. El divisor de haz difractivo se utiliza con luz monocromática , como un rayo láser , y está diseñado para una longitud de onda y un ángulo de separación específicos entre los haces de salida.
Normalmente, se utiliza un divisor de haz difractivo junto con una lente de enfoque para que la matriz de haz de salida se convierta en una matriz de puntos enfocados en un plano a una distancia determinada de la lente, denominada "distancia de trabajo". La distancia focal de la lente, junto con el ángulo de separación entre los rayos, determina la distancia de separación entre los puntos enfocados . Esta sencilla configuración óptica se utiliza en una variedad de aplicaciones industriales y de investigación de láser de alta potencia que normalmente incluyen:
La teoría del funcionamiento se basa en la naturaleza ondulatoria de la luz y el principio de Huygens (véase también Difracción ). El diseño del patrón de difracción para un divisor de haz sigue el mismo principio que una rejilla de difracción , con un patrón repetitivo grabado en la superficie de un sustrato. La profundidad del patrón de grabado es aproximadamente del orden de la longitud de onda de la luz en la aplicación, con un factor de ajuste relacionado con el índice de refracción del sustrato. El patrón de grabado se compone de "períodos", unidades de subpatrón idénticas que se repiten cíclicamente. El ancho d del períodoestá relacionado con el ángulo de separación θ entre los haces de salida de acuerdo con la ecuación de rejilla :
m representa el orden del haz difractado , siendo lasalida de orden cero simplemente la continuación no difractada del haz de entrada.
Si bien la ecuación de rejilla determina la dirección de los rayos de salida, no determina la distribución de la intensidad de la luz entre esos rayos. La distribución de potencia se define por el perfil de grabado dentro del período de la unidad, que puede implicar muchas (no menos de dos) transiciones de grabado de diferentes ciclos de trabajo.
En un divisor de haz difractivo unidimensional, el patrón de difracción es lineal, mientras que un elemento bidimensional tendrá un patrón complejo.
