準直鏡:用於CO2激光和紅(hóng)外光學係統的準直鏡(jìng),反(fǎn)射式和透射式準直鏡被用在光束傳遞係統中,以維(wéi)持激(jī)光諧振腔和聚焦光(guāng)學元件之(zhī)間的光束的準直性。反射式準直鏡一般使用的是銅製全反鏡,而透射式準直鏡則使(shǐ)用硒化鋅透鏡

擴束鏡:是能(néng)夠改變激光光束直徑和發散角的透鏡組件。

擴束鏡與準直鏡(jìng)都可(kě)以起到使激光聚焦(jiāo)效果更(gèng)好的作用,都是起到準直(zhí)的作用似的,兩者有相似的地方,又有區別(bié)的(de)地(dì)方。

準直鏡是針對點光源(yuán)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。而對於我(wǒ)們工業激光行業來說,我們談(tán)準直(zhí)鏡(jìng)基本就是針對從能(néng)量傳輸(shū)光纖中出來的激(jī)光來談的。

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從能量光纖出來的光,是一個點光源,是有發散(sàn)角(θ)的,這(zhè)個參數一般可以查到的。如果我們把(bǎ)這個點光源放置於光纖準直鏡的焦點(diǎn)上,我們知道:從一個(gè)聚焦鏡(準直鏡其實際上把聚(jù)焦鏡反過來用)的(de)焦點上發出的光(guāng),經過聚焦鏡之後就變成了平行光。很多人問我經過某個準(zhǔn)直鏡之後出(chū)來的光束直徑是多大(dà),今天(tiān)我在這裏(lǐ)給大家(jiā)答(dá)案,就是2F*tag(½θ),如發散(sàn)角是10°,F=150mm,那麽從準(zhǔn)直鏡出來的光束直徑就=2*150*tag(5°)=26.2466mm。這個(gè)公式對(duì)於使用光纖傳輸的振鏡是焊接機(jī)選擇振鏡是(shì)有參考意義的。繼續往下講就是光(guāng)纖切割機(jī)行業人士想(xiǎng)了(le)解的東西了。經過光纖準(zhǔn)直鏡之後,激光進入光纖切(qiē)割機的聚焦鏡,按照理論來說,準直鏡焦距÷聚焦鏡焦(jiāo)距=聚焦後(hòu)能量密度相對於之前的密度比,如:準直鏡焦距是75mm,聚焦鏡焦距是150mm,75÷150=½,就是說經過聚(jù)焦鏡之後聚焦光斑的麵積相比於從剛(gāng)從能量光纖出來的(de)點光源的麵(miàn)積大一倍,能量密度是原來的½。有人問,為什麽要能量密度降低幹(gàn)啥啊(ā),能量密度集中不是更好嗎?這裏有幾個原因(yīn),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(jiù)容易導致切不深。第二:

焦距越(yuè)短,聚焦點越小,切縫就(jiù)越小,縫小不利於切割出來熔渣(zhā)的掉落,導致切不透。所以我(wǒ)們一般盡量使用120-150mm之間的焦距去(qù)做光纖切割機的聚焦鏡。另外我們為什麽不用長焦距的準(zhǔn)直鏡,這裏涉及到兩個方麵的原因:第一:用長焦距的光纖準直鏡(jìng),需要更大的鏡片直徑,會導致機(jī)械設計比較麻煩,第二:用(yòng)長焦距的光纖(xiān)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(qiē)割機的聚焦一般在:60-100mm之間的原因。

然後就講講擴(kuò)束鏡了,擴束鏡也有準直的功能,但(dàn)是擴束鏡是針對光束而言(有一定發散(sàn)角的光束) 。我們市麵上很多激光器出來的光是(shì)光束的,比方:CO2玻璃管、CO2射頻(pín)管、燈泵浦(pǔ)的YAG激光、帶有QBH的光纖激光器出來的激(jī)光、端麵泵(bèng)浦的355nm 532nm 1064nm的激光(guāng)器等等(děng),這些激光器出(chū)來的光都是光束,並且都不是嚴格(gé)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(shì)沒有發散角的(de),但這隻能是一個理想狀態的,在實(shí)際生活中是不存在的,一般市麵上的激光器M2係數能到1.2就已經(jīng)很不錯(cuò)了)。下(xià)麵我們就講講為什麽擴束鏡能起到準(zhǔn)直的作用,擴束鏡大(dà)家(jiā)都知道,能把光束擴大(dà),用專業的說(shuō)法就是擴大光束束腰半徑,而(ér)激光的束腰半徑和發散角的乘(chéng)積是一個定值,束腰半徑增加(即擴束(shù))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(de)擴束鏡(jìng)之後,激光光束的(de)發散角縮小為原(yuán)來的N分之一(yī)。比方經過一個4倍是擴束鏡之(zhī)後,發(fā)散角就縮小為原(yuán)來的(de)¼。這也(yě)是我們為什麽盡量用大一點倍數的(de)擴束鏡的原因(前提是經(jīng)過擴束鏡之後光束的大小不要超出(chū)振鏡光斑的大(dà)小(xiǎo))。

 

擴束鏡包含:CO2擴束鏡(jìng)、532nm擴束鏡、355nm擴束鏡、1064nm擴束(shù)鏡650nm擴束鏡,倍數(shù)有:2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100等等倍(bèi)數。

準直鏡包含:光纖焊接機的準直鏡(焦距100 120 150 180mm);光纖切割機準直鏡:直徑30f100準直鏡(兩片(piàn)組合(hé))、直徑28f60準直鏡(兩片組合)、直徑25.4F75準直鏡(兩片(piàn)組合(hé))等等。