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      準直鏡和擴束鏡

      作者:時間:2020-11-27 14:47:1536 次瀏覽

      準直鏡是針對點光源來說的,而所謂的點光源,我們在生活中見的比較多的如:火柴頭點燃、老式手電筒的燈泡、從能量光纖中出來的激光。而對于工業激光行業來說,準直鏡基本就是針對從能量傳輸光纖中出來的激光來談的。

      經過光纖準直鏡之后,激光進入光纖切割機的聚焦鏡,按照理論來說,準直鏡焦距&divide;聚焦鏡焦距=聚焦后能量密度相對于之前的密度比,如:準直鏡焦距是75mm,聚焦鏡焦距是150mm,75&divide;150=1/2,就是說經過聚焦鏡之后聚焦光斑的面積相比于從剛從能量光纖出來的點光源的面積大一倍,能量密度是原來的1/2。

      有人問,為什么要能量密度降低干啥啊,能量密度集中不是更好嗎?這里有幾個原因:

      第一:如果聚焦鏡的焦距越短,聚焦鏡的焦深就越淺,焦深淺就容易導致切不深。

      第二:焦距越短,聚焦點越小,切縫就越小,縫小不利于切割出來熔渣的掉落,導致切不透。所以我們一般盡量使用120-150mm之間的焦距去做光纖切割機的聚焦鏡。

      另外我們為什么不用長焦距的準直鏡,這里涉及到兩個方面的原因:①用長焦距的光纖準直鏡,需要更大的鏡片直徑,會導致機械設計比較麻煩;②用長焦距的光纖準直鏡會導致在聚焦的時候,對光纖切割機的聚焦點很敏感,一旦偏離聚焦鏡焦點一點點就會出現切不透的現象出現。這也就是我們一般光纖切割機的聚焦一般在:60-100mm之間的原因。

      然后就講講擴束鏡了,擴束鏡也有準直的功能,但是擴束鏡是針對光束而言(有一定發散角的光束)。我們市面上很多激光器出來的光是光束的,比方:CO2玻璃管、CO2射頻管、燈泵浦的YAG激光、帶有QBH的光纖激光器出來的激光、端面泵浦的355nm 532nm 1064nm的激光器等等,這些激光器出來的光都是光束,并且都不是嚴格的平行光(當一個激光器的光束質量M2為1的時候,這個激光器的光就是沒有發散角的,但這只能是一個理想狀態的,在實際生活中是不存在的,一般市面上的激光器M2系數能到1.2就已經很不錯了)。

      下面我們就講講為什么擴束鏡能起到準直的作用,擴束鏡大家都知道,能把光束擴大,用專業的說法就是擴大光束束腰半徑,而激光的束腰半徑和發散角的乘積是一個定值,束腰半徑增加(即擴束)則發散角減小(達到準直的作用),有一個結論,經過一個N倍的擴束鏡之后,激光光束的發散角縮小為原來的N分之一,比方經過一個4倍是擴束鏡之后,發散角就縮小為原來的1/4,這也是我們為什么盡量用大一點倍數的擴束鏡的原因(前提是經過擴束鏡之后光束的大小不要超出振鏡光斑的大小)。

      準直鏡包含:光纖焊接機的準直鏡和光纖切割機準直鏡,擴束鏡包含:CO2擴束鏡、532nm擴束鏡、355nm擴束鏡、1064nm擴束鏡以及650nm擴束鏡等。

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