Le lenti di collimazione sono per sorgenti luminose puntiformi e le cosiddette sorgenti luminose puntiformi che vediamo più spesso nella vita sono: teste di fiammiferi, lampadine di torce vecchio stile e laser che escono da fibre ottiche energetiche.
Per il nostro settore dei laser industriali, quando parliamo di specchi collimatori, parliamo fondamentalmente della luce laser che esce dalla fibra di trasmissione dell'energia. La luce che esce dalla fibra energetica è una sorgente luminosa puntiforme con un angolo di divergenza (θ). In genere questo parametro può essere controllato.
Se poniamo questa sorgente luminosa puntiforme al fuoco della lente di collimazione in fibra ottica, sappiamo che: la luce emessa dal fuoco di uno specchio di focalizzazione (la lente di collimazione utilizza in realtà lo specchio di focalizzazione al contrario), dopo aver attraversato la lente di focalizzazione , diventa Divenne luce parallela.
Molti mi chiedono qual è il diametro del fascio che esce dopo aver attraversato una certa lente collimatrice. Oggi sono qui per darti la risposta, che è 2F*tag (1/2*θ). Se l'angolo di divergenza è 10 gradi e F=150mm, allora il diametro del raggio che esce dal collimatore è =2*150*tag(5 gradi )=26,2466mm.
Questa formula è di riferimento per la scelta dei galvanometri per saldatrici che utilizzano la trasmissione in fibra ottica. Continuare a parlarne è ciò che vogliono sapere gli operatori del settore delle macchine per il taglio della fibra.
Dopo aver attraversato la lente di collimazione della fibra, il laser entra nella lente di focalizzazione della macchina per il taglio della fibra. Secondo la teoria, la lunghezza focale della lente di collimazione ÷ la lunghezza focale della lente di messa a fuoco=il rapporto tra la densità di energia dopo la messa a fuoco e la densità precedente.
Ad esempio: la lunghezza focale della lente collimatrice è 75mm, la lunghezza focale della lente focalizzante è 150mm, 75÷150=1/2, cioè l'area del punto luminoso focalizzato dopo aver attraversato la lente di focalizzazione lente è due volte più grande dell'area della sorgente luminosa puntiforme appena uscita dalla fibra energetica. , la densità di energia è 1/2 dell'originale.
Alcune persone chiedono: perché dobbiamo ridurre la densità energetica?
Non è meglio concentrare la densità energetica? Ci sono diversi motivi qui:
Primo:Se la lunghezza focale della lente di messa a fuoco è più corta, la profondità focale della lente di messa a fuoco sarà minore. Una profondità focale ridotta porterà facilmente all'incapacità di tagliare in profondità.
Secondo:minore è la lunghezza focale, più piccolo è il punto AF e più piccola è la linea di taglio. La piccola cucitura non favorisce la caduta delle scorie tagliate, con conseguente impossibilità di taglio.
Pertanto, generalmente cerchiamo di utilizzare una lunghezza focale compresa tra 120-150 mm come lente di messa a fuoco della macchina per il taglio della fibra.
Inoltre, perché non utilizziamo lenti collimatrici a lunga focale? Ci sono due ragioni coinvolte:
Primo:L'utilizzo di un collimatore in fibra con una lunga lunghezza focale richiede un diametro della lente maggiore, il che renderà la progettazione meccanica più problematica;
Secondo:L'utilizzo di una lente di collimazione per fibra con una lunga lunghezza focale la renderà molto sensibile al punto focale della macchina per il taglio della fibra durante la messa a fuoco. Una volta che si discosta leggermente dal fuoco della lente di messa a fuoco, si verificherà il fenomeno dell'impossibilità di tagliare.
Questo è il motivo per cui il focus delle nostre macchine generali per il taglio della fibra ottica è generalmente compreso tra 60-100 mm. Allora parliamo degli espansori di travi. Gli espansori di fascio hanno anche una funzione di collimazione, ma gli espansori di fascio servono per i fasci luminosi (fasci con un certo angolo di divergenza).
La luce di molti laser sul nostro mercato è a fascio, come ad esempio: tubi di vetro CO2, tubi a radiofrequenza CO2, laser YAG pompati con lampada, laser da laser a fibra con QBH, laser pompati all'estremità da 355 nm 532 nm 1064 nm, ecc.,
La luce di questi laser è costituita da tutti i raggi e non sono luce strettamente parallela (quando la qualità del raggio M2 di un laser è 1, la luce di questo laser non ha angolo di divergenza, ma questo può essere solo uno stato ideale, in quanto non non esistono nella vita reale (generalmente il coefficiente M2 dei laser sul mercato può raggiungere 1,2, che è già molto buono).
Successivamente parleremo del motivo per cui l'espansore del fascio può svolgere un ruolo di collimazione. Tutti sanno che l'espansore del raggio può espandere il raggio. In termini professionali, si tratta di espandere il raggio della vita del raggio, mentre il raggio della vita del raggio e l'angolo di divergenza del laser sono Il prodotto è un valore fisso. Quando il raggio della vita del raggio aumenta (cioè il raggio si espande), l'angolo di divergenza diminuisce (per ottenere l'effetto della collimazione).
Si giunge alla conclusione che dopo aver attraversato un espansore del raggio N volte, l'angolo di divergenza del raggio laser viene ridotto a una N volte rispetto all'originale. Ad esempio, dopo aver attraversato un espansore del raggio 4x, l'angolo di divergenza viene ridotto a 1/4 dell'originale. Questo è il motivo per cui proviamo a utilizzare un espansore di fascio con un ingrandimento maggiore (a condizione che la dimensione del raggio dopo essere passato attraverso l'espansore di fascio non superi la dimensione del punto del galvanometro).
L'espansore del fascio include: espansore del fascio CO2, espansore del fascio da 532 nm, espansore del fascio da 355 nm, espansore del fascio da 1064 nm, espansore del fascio da 650 nm, i multipli sono: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 e così via.
La lente di collimazione include: lente di collimazione per saldatrice per fibre (lunghezza focale 100 120 150 180mm); lente di collimazione per macchina per il taglio della fibra: lente di collimazione diametro 30f100 (combinazione di due pezzi), lente di collimazione diametro 28f60 (combinazione di due pezzi), lente di collimazione diametro 25.4F75 (combinazione di due pezzi) e così via.
