大多數(shù)普通的激光分束器使用普通的兩臺(tái)階設(shè)計(jì)，效率僅有80％到85％，同時(shí)有嚴(yán)重的高階衍射問(wèn)題。它在某個(gè)不需要的高級(jí)次衍射光束中可能具有3％到5％的能量， 在某些應(yīng)用中，這些多余的能量會(huì)產(chǎn)生不必要的激光加工點(diǎn)，這對(duì)許多客戶來(lái)說(shuō)都是頭痛的問(wèn)題。
高效率激光分束器是一種特殊的基于多臺(tái)階的衍射光學(xué)元件（DOE），能夠以97％的效率將光束分成Double Spot 1×2或Quattro Spot 2×2點(diǎn)，并且?guī)缀鯖](méi)有多余的殘余能量。
兩光束分束器（1×2）和2×2四光束分束器（Quattro Spot）在許多領(lǐng)域中都是具有非常大的用處，包括光刻，穿孔，切割和其他材料的處理應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)兩光束分束器和2×2四光束分束器具有高損傷閾值，分別提供81％和64％的效率。對(duì)于對(duì)激光能量敏感的應(yīng)用以及對(duì)效率有高要求的客戶，Holo/Or開(kāi)發(fā)了上面兩款新型衍射分束器。
海納光學(xué)推出了一系列高效率激光分束器，具體包括高效兩光束分束器HEDS和高效2×2光束分束器HEQS。高效率激光分束器的衍射效率高達(dá)97%，幾乎沒(méi)有殘余光（高級(jí)次的衍射光），具有非常完美的光斑分布。在此基礎(chǔ)上，還推出了掃描式高效率激光分束器，針對(duì)激光掃描加工進(jìn)行了優(yōu)化。
2019年，以色列Holoor公司正式推出了一系列高效率激光分束器（high efficiency beam splitter）：高效兩光束分束器（HEDS 1×2）和高效2×2光束分束器（Quattro Spot，HEQS 2×2）。高效率激光分束器的衍射效率高達(dá)97%，幾乎沒(méi)有高級(jí)次的衍射光，具有非常完美的光斑分布。
高效率分束器的特點(diǎn)：
-效率高（?97％）
-可調(diào)分光比
-高激光損傷閾值
-提供193nm-10600nm波長(zhǎng)。
以色列Holo / Or掃描式高效率激光分束器的應(yīng)用領(lǐng)域：
-光刻/薄膜激光加工
-平板結(jié)構(gòu)
-精細(xì)切割/打標(biāo)、穿孔。
上圖：高效率兩光束分束器HEDS與標(biāo)準(zhǔn)分束器能量分布的比較
高效率分束器使用多臺(tái)階（sub-aperture approach）方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此它對(duì)中心對(duì)準(zhǔn)敏感，并且對(duì)輸出的光斑形狀有影響。從上圖工作面能量分布剖面可以看出，高效率激光分束器參數(shù)的光斑尺寸增大，光斑形狀變得略微橢圓。這種效應(yīng)僅對(duì)于單模激光器（低M2）才會(huì)出現(xiàn)。 光點(diǎn)尺寸由以下公式定義：
兩光束高效分束器簡(jiǎn)稱HEDS，對(duì)于較低的M2（<?4），由于公式中加了0.75這個(gè)固定系數(shù)，所以聚焦光束將具有一定的橢圓度。對(duì)于更高的M2值，0.75的系數(shù)影響很小，因此斑點(diǎn)將變得對(duì)稱。
2×2四光束分束器HEQS 2×2對(duì)稱地增加M2，因此不會(huì)出現(xiàn)橢圓度，但是對(duì)于低M2的單模激光，光斑尺寸會(huì)增加
表1：標(biāo)準(zhǔn)分束器與HEDS/HEQS的比較
Standard DS/2x2 HEDS/HEQS
效率 81%, 64% ~97%
對(duì)準(zhǔn)靈敏度 否 是
角度精度 完美 完美
均勻度 完美 對(duì)齊方式
是否有殘余能量 是 非常底
光束尺寸靈敏度 否 否
掃描式高效率激光分束器（Scanning HEDS）
在2019年底，針對(duì)越來(lái)越多的激光掃描加工應(yīng)用，Holoor又推出了升級(jí)版的掃描式高效率激光分束器（Scanning HEDS）。掃描式HEDS可以將正負(fù)二階衍射的能量降低到<0.2％，不到普通分束器的十分之一。 根據(jù)客戶的反饋，我們?cè)O(shè)計(jì)了HEDS的改進(jìn)版本，這個(gè)版本針對(duì)雙線掃描進(jìn)行了優(yōu)化。即便是對(duì)于單模激光器，這些衍射能量也不會(huì)對(duì)掃描線的線寬產(chǎn)生影響。當(dāng)用于掃描應(yīng)用時(shí)，它們還可以保持衍射極限線寬，同時(shí)保持不低于95%的高效率。
掃描效果對(duì)比：掃描式HEDS（左）與普通HEDS（右）
掃描式高效率激光分束器的型號(hào)規(guī)格
—— DS-291-J-YA DS-292-J-YA
類型掃描 HEDS
波長(zhǎng) 1030 nm
材料 熔融石英
元件尺寸 50.8mm
通光孔徑 45mm
厚度 2.29mm
光學(xué)功能 點(diǎn)間距2.67 mRad（0.8毫米@ EFL 300mm） 5.67 mRad（1.7毫米@ EFL 300mm）
