Kolimuojantys lęšiai skirti taškiniams šviesos šaltiniams, o vadinamieji taškiniai šviesos šaltiniai, kuriuos gyvenime matome dažniau: degtukų galvutės, senamadiškos žibintuvėlių lemputės ir lazeriai, išeinantys iš energijos optinių skaidulų.
Mūsų pramoninėje lazerių pramonėje, kai kalbame apie kolimuojančius veidrodžius, iš esmės kalbame apie lazerio šviesą, sklindančią iš energijos perdavimo pluošto. Šviesa, išeinanti iš energijos pluošto, yra taškinis šviesos šaltinis, turintis divergencijos kampą (θ). Paprastai šį parametrą galima patikrinti.
Jei šį taškinį šviesos šaltinį pastatysime optinio pluošto kolimuojančio lęšio židinyje, žinosime, kad: šviesa, skleidžiama iš fokusuojančio veidrodžio židinio (kolimuojantis lęšis iš tikrųjų naudoja fokusavimo veidrodį atbuline eiga), praėjus pro fokusavimo lęšį. , tampa Tai tapo lygiagrečia šviesa.
Daugelis manęs klausia, koks yra spindulio skersmuo, išeinantis per tam tikrą kolimuojantį objektyvą. Šiandien esu čia, kad pateikčiau jums atsakymą, kuris yra 2F*tag (1/2*θ). Jei divergencijos kampas yra 10 laipsnių ir F=150mm, tada iš kolimatoriaus išeinančio pluošto skersmuo yra =2*150*tag(5 laipsniai )=26,2466 mm.
Ši formulė yra svarbi parenkant galvanometrus suvirinimo aparatams, kuriuose naudojamas optinio pluošto perdavimas. Toliau apie tai kalbama, ką nori žinoti pluošto pjovimo mašinų pramonės žmonės.
Praėjęs pro pluoštą kolimuojantį lęšį, lazeris patenka į pluošto pjovimo mašinos fokusavimo lęšį. Remiantis teorija, kolimuojančio lęšio židinio nuotolis ÷ fokusuojančio lęšio židinio nuotolis=energijos tankio po fokusavimo ir ankstesnio tankio santykis.
Pavyzdžiui: kolimuojančio lęšio židinio nuotolis yra 75 mm, fokusuojančio lęšio židinio nuotolis yra 150 mm, 75÷150=1/2, tai yra sufokusuoto šviesos taško plotas praėjus per fokusavimą. lęšis yra dvigubai didesnis už taškinio šviesos šaltinio plotą, kuris ką tik išėjo iš energijos pluošto. , energijos tankis yra 1/2 pradinio.
Kai kurie žmonės klausia, kodėl mums reikia sumažinti energijos tankį?
Ar ne geriau sutelkti energijos tankį? Čia yra keletas priežasčių:
Pirmas:Jei fokusuojančio objektyvo židinio nuotolis yra trumpesnis, fokusuojančio objektyvo židinio gylis bus mažesnis. Mažas židinio gylis lengvai lems negalėjimą giliai pjauti.
Antra:kuo trumpesnis židinio nuotolis, tuo mažesnis fokusavimo taškas ir mažesnė pjovimo siūlė. Maža siūlė nepalanki nupjautam šlakui kristi, todėl negalima perpjauti.
Todėl paprastai stengiamės naudoti židinio nuotolį nuo 120-150 mm kaip pluošto pjovimo mašinos fokusavimo lęšį.
Be to, kodėl nenaudojame ilgo židinio nuotolio kolimuojančių lęšių? Yra dvi priežastys:
Pirmas:Naudojant pluošto kolimatorių su dideliu židinio nuotoliu, reikia didesnio objektyvo skersmens, todėl mechaninis dizainas apsunkins;
Antra:Naudojant pluoštą kolimuojantį objektyvą su dideliu židinio nuotoliu, jis bus labai jautrus pluošto pjovimo mašinos fokusavimo taškui fokusuojant. Kai jis šiek tiek nukrypsta nuo fokusuojančio objektyvo židinio, atsiras reiškinys, kai nepavyks perpjauti.
Štai kodėl mūsų bendrųjų optinio pluošto pjovimo staklių židinys paprastai yra tarp 60-100 mm. Tada pakalbėkime apie spindulių plėtiklius. Spindulio plėtikliai taip pat turi kolimavimo funkciją, tačiau spindulių plėtikliai skirti šviesos pluoštams (spinduliams su tam tikru divergencijos kampu).
Daugelio mūsų rinkoje esančių lazerių šviesa yra pluoštinė, pvz.: CO2 stiklo vamzdeliai, CO2 radijo dažnio vamzdžiai, lempomis pumpuojami YAG lazeriai, skaidulinių lazerių lazeriai su QBH, galiniai pumpuojami 355 nm 532 nm 1064 nm lazeriai ir kt.
Šių lazerių šviesa yra visi spinduliai, ir jie nėra griežtai lygiagreti (kai lazerio pluošto kokybė M2 yra 1, šio lazerio šviesa neturi divergencijos kampo, tačiau tai gali būti tik ideali būsena, neegzistuoja realiame gyvenime. Paprastai rinkoje esančių lazerių M2 koeficientas gali siekti 1,2, o tai jau labai gerai).
Toliau kalbėsime apie tai, kodėl spindulio plėtiklis gali atlikti kolimavimo vaidmenį. Visi žino, kad spindulio plėtiklis gali išplėsti spindulį. Profesionaliai kalbant, tai yra išplėsti spindulio juosmens spindulį, o spindulio juosmens spindulį ir lazerio nukrypimo kampas yra. Produktas yra fiksuota vertė. Didėjant spindulio juosmens spinduliui (ty pluoštui plečiantis), divergencijos kampas mažėja (kad būtų pasiektas kolimacijos efektas).
Daroma išvada, kad perėjus per N karto pluošto plėtiklį, lazerio spindulio divergencijos kampas sumažėja iki vieno N karto, palyginti su originalu. Pavyzdžiui, perėjus per 4x spindulio plėtiklį, divergencijos kampas sumažinamas iki 1/4 pradinio. Todėl stengiamės naudoti didesnio padidinimo pluošto plėtiklį (su sąlyga, kad spindulio dydis, praėjęs pro pluošto plėtiklį, neviršija galvanometro taško dydžio).
Spindulio plėstuvą sudaro: CO2 pluošto plėtiklis, 532 nm spindulio plėtiklis, 355 nm pluošto plėtiklis, 1064 nm pluošto plėtiklis, 650 nm pluošto plėtiklis, kartotiniai yra: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 ir pan.
Kolimavimo lęšį sudaro: pluošto suvirinimo aparato kolimuojantis lęšis (židinio nuotolis 100 120 150 180mm); kolimuojantis lęšis pluošto pjovimo mašinai: skersmuo 30f100 kolimuojantis lęšis (dviejų dalių derinys), skersmuo 28f60 kolimuojantis lęšis (dviejų dalių derinys), skersmuo 25,4F75 kolimuojantis lęšis (dviejų dalių derinys) ir pan.
