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重磅 | Workshop of Photonics® 公司推出ORISANDO®——空间可变延迟器的新品牌

        2025年11月13日,WOP | Workshop of Photonics®(全球飞秒激光微加工解决方案提供商)推出ORISANDO®——这是一个专为空间可变延迟器(SVRs)开发与制造而创立的品牌。SVRs是一种用于精确偏振控制和高功率激光应用的光学元件。

        “ORISANDO®既是WOP二十余年激光微加工技术积累的结晶,也是其持续创新的体现。”Workshop of Photonics事业发展部负责人Andrius Šlekys表示。

        “通过创建独立品牌,我们旨在为偏振光学和先进激光应用领域带来更清晰的定位、更专注的研发和更前沿的创新。”

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 偏振光学领域的十年创新 

        WOP于2012年率先将空间可变延迟器(SVRs)推向市场,其采用专利飞秒激光微加工技术,可在高纯度熔融石英内部形成自组织周期性纳米结构(即纳米光栅)。

        经过十余年在光学与光子学领域的成功实践及全球认可,WOP于2025年创立ORISANDO®品牌,以强化在先进偏振光学这一新兴领域的市场地位。


 品牌名ORISANDO®融合了技术原创性与象征深意 

  • ORI‌:代表原创性与独特生产工艺。

  • SANDŌ‌:意为“路径”,象征光的旅程。‌

  • SAND‌:指代由纯石英砂熔融而成的熔融石英玻璃,即光学元件的基础材质。

  • 名称两侧的“O”象征光学元件本身,其设计风格化为一条光路,最终导向末端的“O”,强调科学与精密工程的融合。

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 专利技术 

        ORISANDO®空间可变延迟器(SVRs)采用专利激光直写技术制造(专利号:WO2019244120A4:空间调制波片制造方法)。

        该技术能在熔融石英内部形成自组织纳米光栅,产生极其稳定、精密且抗激光损伤的双折射结构。与传统薄膜或表面涂层不同,这些体纳米结构在严苛条件下仍能保持卓越的光学稳定性。


 卓越精度与设计自由度 

        每片ORISANDO®空间可变延迟器(SVR)均具备定制化双折射特性,其纳米级精度可调控五个维度的参数:双折射区域的空间排布、延迟量及调制模式、双折射轴取向、孔径几何形状与光束轮廓控制、以及结构密度与深度。

        这种灵活性使ORISANDO®能制造平面光学元件,以极高的精度和可重复性调控光的偏振、相位与振幅。

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 适用于高功率与超快激光应用 

        ORISANDO®空间可变延迟器(SVRs)具有高的激光诱导损伤阈值(LIDT),可完美集成于高功率激光系统,应用于:

  • 精密材料加工

  • 激光微加工

  • 光谱与成像

  • 光通信

  • 光束整形与去偏振校正

        其内部纳米结构确保了长期稳定性、低散射和高透射率,即使在飞秒和纳秒激光环境下仍能保持优异性能。

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 产品介绍 

 01 S-Waveplate径向偏振转换器 

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        ORISANDO® S-Waveplate是一种先进的空间可变延迟器(SVR),可将线偏振光转换为径向或方位角偏振光,将圆偏振光转换为光学涡旋。

        该S-Waveplate采用飞秒激光诱导纳米光栅技术制造,具有优异稳定性和高的损伤阈值,适用于工业和科学应用。


S波片详细说明

        S-Waveplate的制造基于飞秒激光在熔融石英玻璃内部刻写自组织纳米光栅。这些自组织纳米光栅在玻璃内部的刻写为精度和性能设定了新标准。

        具有径向或方位角偏振的光束因其固有的对称性而具有独特的光学特性,引起了广泛关注。这种光束能够实现低于衍射极限的分辨率,并且不会像线偏振光那样产生不理想的光各向异性。

        S-waveplate在偏振敏感应用中具有优势。例如,径向偏振光束在金属中加工高纵横比特征时效率更高。矢量光束还可应用于光学镊子、激光微加工、STED显微镜和双光子激发荧光显微镜。

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主要特点‌和技术参数

  • 将线偏振光转换为径向或方位角偏振光。

  • 将圆偏振光转换为光学涡旋。

  • 独立使用,无需其他光学元件。

  • 适用于高激光损伤阈值应用和高功率激光器。

  • 结构可靠且耐表面损伤——纳米结构位于材料内部。

  • ‌高损伤阈值‌:1064 nm波长(10 ns脉冲)63.4 J/cm²,1030 nm波长(212 fs脉冲)2.2 J/cm²

  • 高透射率‌:无增透膜时1030 nm波长94%,515 nm波长92%,343 nm波长85%(适用于大多数SS激光器);有增透膜时达99%

  • 大通光孔径‌:最大15 mm

  • 波长范围‌:257至4000 nm

  • 拓扑电荷‌:S-Waveplate拓扑电荷-1;高阶S-Waveplate拓扑电荷2至100


S-Waveplate应用示例

        ORISANDO® S-Waveplate在偏振敏感应用中具有显著优势。例如,径向偏振光束能更高效地在金属中加工高纵横比特征。矢量光束还可应用于光学镊子、激光微加工、STED显微镜和双光子激发荧光显微镜。


典型应用

  • STED显微镜

  • 激光微加工

  • 高纵横比微孔加工

  • 生成任意圆柱矢量涡旋

  • 多粒子捕获

  • 光学镊子驱动的微铣削

  • 作为包层泵浦掺镱光纤激光器中的腔内偏振控制元件,用于生成径向偏振输出光束


应用示例

        采用数值孔径(NA)>0.9的径向偏振光时,其聚焦光斑尺寸可突破衍射极限,实现更小的聚焦光斑。
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S-Waveplate使用方法

通用方法

圆柱对称偏振(径向/方位角)生成

1.将λ/2波片安装至光学支架

2.将径向偏振转换器置于线偏振光路中

3.使转换器中心与入射激光光轴对准

4.在转换器后放置线性偏振片检查对准:所有偏振片角度下哑铃形图案应对称

5.通过旋转转换器或入射偏振(旋转λ/2波片)控制输出光束的偏振状态(径向/方位角)


简化方法

生成圆柱对称偏振(径向或方位角):

1.将径向偏振转换器直接置于线偏振激光光路中

2.使转换器中心与入射光束光轴对齐

3.在转换器后放置线性偏振片检查对准:所有偏振片角度下哑铃形图案应对称

4.通过旋转转换器或入射偏振(旋转转换器前的λ/2波片)控制输出光束偏振状态


 02 环形光栅 | 平顶锥镜 
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        ORISANDO®环形光栅(又称平顶锥镜)是一种空间可变延迟器,可将高斯光束转换为贝塞尔-高斯光束。

        相较于其他设备,环形光栅/平顶锥镜具有更高的损伤阈值,其抗激光辐射性能与未镀膜的熔融石英基底相当。

        该元件的结构独特,其内部形成的双折射纳米光栅对入射偏振敏感。


主要特点

  • 正负贝塞尔-高斯区域——三种使用方式合而为一
  • 适用于高激光损伤阈值应用和高功率激光器
  • 平面光学元件——节省空间,易于操作
  • 结构可靠且耐表面损伤——纳米结构位于材料内部

详细描述

        环形光栅/平顶锥镜相较于其他设备具有更高的损伤阈值,其抗激光辐射性能与未镀膜的熔融石英基底相当。该元件的结构独特,其内部形成的双折射纳米光栅对入射偏振敏感。环形光栅能够生成正负贝塞尔-高斯区域,分别使用左旋圆偏振光(LHCP)和右旋圆偏振光(RHCP)。同时,也可在正负区域同时使用线偏振光。工作模式仅取决于入射偏振光。
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技术参数
  • 材料:UVFS/IRFS

  • 波长范围:330-2000 nm

  • 最小顶角:1030 nm波长下176-179.9°

  • 衍射效率:最高95%

  • 元件尺寸:最大15 mm

  • 镀膜(可选):增透膜

  • 锥尖直径误差:约20 μm

  • 损伤阈值:1064 nm/10ns脉冲63 J/cm²,1030 nm/212fs脉冲2 J/cm²

  • 透射率(无镀膜):343 nm波长85%,515 nm波长92%,1030 nm波长94% | 镀膜后99%


应用示例

  • 激光微加工
  • 超深径比微孔钻孔
  • 90%高效率布拉格光栅
  • 透明材料切割
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                              飞秒高斯-贝塞尔激光在熔融石英中形成的高90%效率布拉格光栅
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                                                    定制飞秒1.5μm贝塞尔光束,用于制造高纵横比的硅通孔
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                               利用飞秒脉冲束时空控制能量沉积改进激光玻璃切割

 03 平顶转换器 | 平顶光斑 
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        ORISANDO®平顶转换器是一种光束整形光学元件,通过空间可变波片与偏振器的组合,作为空间可变透射滤波器,将高斯光斑转换为能量分布均匀的平顶光束。

        ORISANDO®平顶转换器的制造基于飞秒激光在熔融石英玻璃内部刻写自组织纳米光栅,其内部刻写技术为精度和性能设定了新标准。


主要特点‌和技术参数

  • 将高斯光束转换为平顶光束

  • 高损伤阈值:1064 nm波长(10 ns脉冲)63.4 J/cm²,1030 nm波长(212 fs脉冲)2.2 J/cm²

  • 转换效率最高达70%(取决于波长)

  • 大通光孔径(最大15 mm;标准为6 mm)

  • 100%适配您的应用——根据您的激光束规格定制

  • 材料:UVFS/IRFS

  • 波长范围:330-2000 nm

  • 镀膜(可选):AR/AR镀膜

  • 透射率(无镀膜):

    343 nm:85%
    515 nm:92%
    1030 nm:94%
    (镀膜后:99%)
  • 损伤阈值:
    1064 nm/10ns脉冲:63 J/cm²
    1030 nm/212fs脉冲:2 J/cm²

详细说明

        该空间可变波片是光束整形光学元件,通过空间可变波片与偏振器的组合,作为空间可变透射滤波器,将高斯光斑转换为能量分布均匀的平顶光束。

其相位延迟函数为:

Ө(r) = asin[0.65·exp((r/2.21)2 - (r/1.8876)^14)]·180/π

R = 常数

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        该元件采用飞秒激光在熔融石英玻璃内部刻写空间可变相位延迟板。平顶光强分布相比高斯光束在微加工中具有效率和质量的显著优势。

        转换器支持实时调整光束形状,从平顶到中间凹陷的形态。与偏振器配合使用时,可过滤输入光束生成具有超高斯强度分布的光束,其超高斯光强轮廓可根据具体需求优化调整。

        该转换器兼容高功率超短脉冲激光器。

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应用实例

  • 微加工应用
  • 激光泵浦整形

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      采用平顶光束整形技术的高功率纳秒脉冲调Q激光技术,可实现高效的工业激光加工


 04 去偏振补偿器 

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        ORISANDO®提供了一种解决去偏振损耗问题的新方案——去偏振补偿器。

        去偏振补偿器是一种空间可变波板(SVWP),其制造基于对去偏振程度、来源及放大激光束参数的精确了解。

        相较于其他方法(如腔内四分之一波片、腔内法拉第旋转器、采用两个相同泵浦和中继成像增益介质的经典去偏振补偿布局以及不同晶体切割方向),此方法更具优势。

        由于采用精确逐点刻写的纳米光栅的独特特性,该去偏振补偿器具有灵活性和多功能性,可根据客户需求进行广泛调整。

相较于替代方案的优势

  • 无吸收

  • 极低散射

  • 可定制且连续的逐点图案

  • 在不额外降低光束质量的前提下实现最大功率提取

  • 通过堆叠多个元件灵活补偿不同程度的去偏振

  • 节省空间,易于操作

  • 价格显著更低


ORISANDO解决方案——去偏振补偿器

        高功率激光增益介质中的热效应会产生可预测的轴向对称温度梯度。温度梯度会在泵浦晶体中产生机械应力,进而导致感应双折射。

        如果激光系统包含偏振敏感元件(如布儒斯特板、法拉第旋转器),由此产生的光学各向异性会导致显著的功率损耗。

        Workshop of Photonics | WOP与Ekspla Ltd.合作,基于Ekspla Ltd.的发明EP3712664(A1),开发并验证了一种解决去偏振损耗问题的方案——一种光学元件——去偏振补偿器,可补偿增益介质中原始偏振的畸变。

        研究采用了一个亚皮秒激光系统,该系统采用基于光纤CPA的种子激光器FemtoLux 30(Ekspla)和双通端泵Yb:YAG晶体功率放大器。

        该系统的关键创新在于应用了去偏振补偿,使用专门设计的空间可变波板(SVWP),从而能够从这样的放大器中提取近乎最大的功率,而不会额外降低光束质量。

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                                  左图:快慢轴取向的二维分布图。右图:延迟量分布图

ORISANDO去偏振补偿器优势

1.‌材料特性‌:采用熔融石英基底,激光辐射体吸收率低,非线性折射率显著低于法拉第旋转器,可最大限度减少高强激光的热效应和非线性相互作用;

2.‌结构紧凑‌:SVWP元件厚度仅6mm(直径通常25.4mm),而法拉第旋转器材料长度通常≥20mm;

3.‌补偿能力‌:可补偿高泵浦增益介质的去偏振效应,这是使用简单四分之一波片方案无法实现的;

4.‌容错性‌:对光路对准和配置要求不苛刻;

5.‌可调性‌:通过改变入射激光光斑尺寸或叠加多个SVWP元件,可灵活调节诱导/补偿的去偏振水平。


 05 高阶S-Waveplate偏振转换器 

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        ORISANDO®高阶S-Waveplate是一种空间可变延迟器,可将线偏振光转换为高阶偏振模式。

        该高阶S-Waveplate采用飞秒激光纳米光栅技术制造,为科学和工业应用提供更高的精度和可重复性。


主要特点‌和技术参数

  • 将线偏振光转换为高阶偏振模式

  • 将圆偏振光转换为光学涡旋

  • 可生成高阶拓扑电荷光学涡旋

  • 高损伤阈值:1064 nm波长(10 ns脉冲)63.4 J/cm²,1030 nm波长(212 fs脉冲)2.2 J/cm²

  • 高透射率:一谐波94%,三3谐波85%,二谐波92%(无增透膜);有增透膜时达99%

  • 100%偏振转换效率

  • 大通光孔径(最大15 mm;标准为6 mm)

  • 无胶合组件——更耐热

  • 连续图案——无分段

  • 无“无效中心”问题

  • ‌‌宽波长范围‌:257-4000 nm

  • ‌拓扑电荷‌:1-100阶可调


技术优势

1.纳米光栅结构确保各向同性加工性能,实现全向切割速度一致

2.突破衍射极限,NA>0.9时可聚焦更小光斑

3.耐高温设计(无胶合组件),适用于高功率激光环境


应用示例

  • STED显微镜

  • 激光微加工

  • 高纵横比微孔钻孔

  • 生成任意圆柱矢量涡旋

  • 多粒子捕获

  • 光学镊子驱动的微铣削

  • 作为包层泵浦掺镱光纤激光器的腔内偏振控制元件,用于生成径向偏振输出光束


        高阶S-Waveplate与平顶锥镜结合可产生矢量贝塞尔光束(VBBs),适用于透明材料的高效钻孔加工。

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技术说明

1.矢量贝塞尔光束(VBBs)通过高阶S-Waveplate生成,其空间强度分布如图(a, d, g)所示,展示了1阶、4阶和6阶VBBs及其在偏振器旋转不同角度时的单偏振分量分布。

2.在D263t玻璃样品表面,高阶VBBs及其横向偏振分量实现了透明材料改性,1阶、4阶和6阶VBBs的加工效果分别对应图(a, d, g)。


 06 定制化空间可变延迟器 

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        ORISANDO®空间可变延迟器(SVR)采用飞秒激光在熔融石英玻璃内部刻写自组织纳米光栅技术制造,可根据终端用户需求快速调整快轴分布、延迟量、通光孔径(1-15mm)、基板形状和厚度等参数,无需额外开发成本‌。


核心特性

  • 波长范围:200-3500 nm

  • 高损伤阈值:1064 nm/10ns脉冲63.4 J/cm²,1030 nm/212fs脉冲2.2 J/cm²

  • 高透射率:1030 nm波长无镀膜透射率94%

  • 适用场景:高功率激光系统,支持偏振、相位和振幅的精确调控


        我们可以制造各种SVR,用于定制偏振转换和光束整形。
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                                                关于WOP | Workshop of Photonics®   
          WOP | Workshop of Photonics®成立于2003年,是全球知名的飞秒激光微加工专家,服务于工业与科研领域。公司专注于开发定制激光加工技术、微加工服务及专属激光工作站。
 
                                                             关于ORISANDO®  

        ORISANDO®是WOP于2025年创立的品牌,专精于空间可变延迟器(SVRs)——一种采用专利飞秒激光纳米结构制造的高级双折射光学元件。ORISANDO®产品旨在为前沿光子学与激光应用提供精确的偏振控制、光束整形及相位操控。


  关于光量科技   

北京光量科技有限公司,是 Workshop of Photonics 在中国的官方代理商,专注于超快激光和光谱成像产品的推广和服务。总部在北京,杭州、长春、深圳均设有办事处,为不同区域的客户提供及时有效的服务。可以为您提供诸如科研相机,光谱仪,飞秒激光器,激光微加工系统等产品。


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