FBS光束整形镜的使用方式和CIGS太阳能电池的划线应用，Eksma

本文将重点讲解立陶宛Eksma公司生产的FBS光束整形器的使用方法和具体应用场景。这种光束整形镜主要有三种使用方式：可以放置在聚焦透镜或物镜的前面、放在扩束器的前面，或者放在扩束器的后面。需要注意的是，根据光束整形镜放置位置的不同，其对所需通光孔径的要求也会有所差异。Eksma光束整形器FBS在CIGS太阳能电池的划线中广泛应用，平顶光束整形器有最小的划线、热影响区小、无碎屑、边缘光滑等优点。

一、平顶光束整形器应用：CIGS太阳能电池的划线

浪费面积，降低效率→需要最小的划线

切割质量影响效率→需要热影响区小，无碎屑，边缘光滑

高扫描速度实现高吞吐量→需要小脉冲重叠

P1 -划线

去除ZnO(1 μm)/CIGS/Mo/PI结构中的前触点。激光PL10100/SH，10 ps, 370 mW, 100 kHz, 532 nm；扫描速度4.3 m/s，单次扫描。

P3 -划线

ZnO(1 μm)/CIGS/Mo/PI结构中P3划线的倾斜SEM照片。激光器：PL10100/SH，10 ps，370 mW，100 kHz，532 nm；扫描速度：60 mm/s，单次扫描。

二、光路集成方案

1、光束整形镜直接放在聚焦透镜/物镜前

通过在聚焦透镜/物镜前的光束路径中引入Eksma光束整形器FBS，将初始衍射受限的高斯光斑转化为均匀的Top-Hat轮廓。

当使用直径为5 mm @ 1/e²的高斯TEM00输入光束时，沿总光束路径的自由孔径直径必须至少为11 mm（最好为13 mm）。（沿整个光束路径的通光孔径沿着应至少比光束直径大2.2倍@1/e²）

例如，如果波长为532 nm，使用直径为5 mm@1/e²的高斯TEM00输入光束和f=160 mm的聚焦透镜，则可以得到直径为34 μm的均匀的顶帽轮廓。（平顶光斑尺寸：2*532nm*160mm/5mm=34um）

2、光束匀化器放在扩束器前

在扩束器前面的光束路径中引入FBS光束匀化器也有可能，这导致更高的数值孔径的聚焦光束和更小的顶帽轮廓。

示例：直径为5 mm@1/e²的高斯光束入射到FBS光束匀化镜，然后通过扩束器将光束直径增加到8mm。使用f= 50mm的聚焦光学元件，可以生成直径为7 μm的顶帽。所需的自由孔径随光束直径的扩大而增大。对于直径为8mm的光束，自由孔径必须至少为18mm。（平顶光斑尺寸：2*532nm*50mm/8mm=6.65um）

3、光束匀化器放在扩束器内

另一种更灵活的可能性是在扩束器内的光束路径中引入FBS光束匀化镜。您可以通过沿z轴移动光束匀化镜，在FBS平顶光束整形器位置轻松“微调”光束直径。