Lentilele colimatoare sunt pentru surse de lumină punctiforme, iar așa-numitele surse de lumină punctiforme pe care le vedem mai des în viață sunt: capete de chibrit, becuri de lanternă de modă veche și lasere care ies din fibre optice energetice.
Pentru industria noastră industrială de laser, atunci când vorbim despre oglinzi de colimare, vorbim practic despre lumina laser care iese din fibra de transmisie a energiei. Lumina care iese din fibra energetică este o sursă de lumină punctuală cu un unghi de divergență (θ). Acest parametru poate fi verificat în general.
Dacă plasăm această sursă de lumină punctuală la focalizarea lentilei de colimare din fibră optică, știm că: lumina emisă de focalizarea unei oglinzi de focalizare (lentila de colimare folosește de fapt oglinda de focalizare în sens invers), după trecerea prin lentila de focalizare , devine A devenit lumină paralelă.
Mulți mă întreabă care este diametrul fasciculului care iese după trecerea printr-o anumită lentilă de colimare. Astăzi sunt aici să vă dau răspunsul, care este 2F*tag (1/2*θ). Dacă unghiul de divergență este de 10 grade și F=150mm, atunci diametrul fasciculului care iese din colimator este =2*150*tag(5 grade )=26.2466mm.
Această formulă are o importanță de referință pentru selectarea galvanometrelor pentru mașini de sudură care utilizează transmisie prin fibră optică. Continuând să vorbim despre asta, oamenii din industria mașinilor de tăiat fibre vor să știe.
După ce trece prin lentila de colimare a fibrei, laserul intră în lentila de focalizare a mașinii de tăiat fibre. Conform teoriei, distanța focală a lentilei de colimare ÷ distanța focală a lentilei de focalizare=raportul dintre densitatea de energie după focalizare și densitatea anterioară.
De exemplu: distanța focală a lentilei de colimare este de 75 mm, distanța focală a lentilei de focalizare este de 150 mm, 75÷150=1/2, adică aria punctului de lumină focalizat după trecerea prin focalizare lentila este de două ori mai mare decât zona sursei de lumină punctuală care tocmai a ieșit din fibra energetică. , densitatea de energie este 1/2 din cea originală.
Unii oameni se întreabă, de ce trebuie să reducem densitatea energetică?
Nu este mai bine să concentrăm densitatea energetică? Există mai multe motive aici:
Primul:Dacă distanța focală a lentilei de focalizare este mai mică, adâncimea focală a lentilei de focalizare va fi mai mică. Adâncimea focală mică va duce cu ușurință la incapacitatea de a tăia adânc.
Al doilea:cu cât distanța focală este mai mică, cu atât punctul de focalizare este mai mic și cusătura de tăiere este mai mică. Cusătura mică nu favorizează căderea zgurii tăiate, ceea ce duce la incapacitatea de a tăia.
Prin urmare, în general, încercăm să folosim o distanță focală între 120-150mm ca lentilă de focalizare a mașinii de tăiat fibre.
În plus, de ce nu folosim lentile de colimare cu distanță focală mare? Există două motive implicate:
Primul:Utilizarea unui colimator cu fibre cu o distanță focală mare necesită un diametru mai mare al lentilei, ceea ce va face designul mecanic mai deranjant;
Al doilea:Utilizarea unei lentile de colimare cu fibre cu o distanță focală mare va face ca aceasta să fie foarte sensibilă la punctul de focalizare al mașinii de tăiat fibre la focalizare. Odată ce se abate puțin de la focalizarea lentilei de focalizare, va apărea fenomenul de incapacitate de a tăia.
Acesta este motivul pentru care mașinile noastre generale de tăiat fibre optice se concentrează în general între 60-100mm. Atunci să vorbim despre expansoare de fascicul. Expansoarele de fascicul au și o funcție de colimare, dar expansoarele de fascicul sunt pentru fascicule luminoase (fasciuri cu un anumit unghi de divergență).
Lumina de la multe lasere de pe piața noastră este fasciculă, cum ar fi: tuburi de sticlă CO2, tuburi de radiofrecvență CO2, lasere YAG pompate cu lampă, lasere de la lasere cu fibră cu QBH, lasere cu pompare finală 355nm 532nm 1064nm etc.,
Lumina de la aceste lasere sunt toate fascicule și nu sunt strict paralele (când calitatea fasciculului M2 a unui laser este 1, lumina acestui laser nu are unghi de divergență, dar aceasta poate fi doar o stare ideală, în nu exista in viata reala.In general, coeficientul M2 al laserelor de pe piata poate ajunge la 1,2, ceea ce este deja foarte bun).
În continuare vom vorbi despre motivul pentru care expansorul fasciculului poate juca un rol de colimare. Toată lumea știe că extensia fasciculului poate extinde fasciculul. În termeni profesionali, este de a extinde raza taliei fasciculului, iar raza taliei fasciculului și unghiul de divergență al laserului sunt Produsul este o valoare fixă. Pe măsură ce raza taliei fasciculului crește (adică, fasciculul se extinde), unghiul de divergență scade (pentru a obține efectul colimării).
Există o concluzie că, după trecerea printr-un expansor al fasciculului de N ori, unghiul de divergență al fasciculului laser este redus la un ori de N față de original. De exemplu, după trecerea printr-un expansor de fascicul de 4x, unghiul de divergență este redus la 1/4 din original. Acesta este motivul pentru care încercăm să folosim un expansor de fascicul cu o mărire mai mare (cu condiția ca dimensiunea fasciculului după trecerea prin expandorul fasciculului să nu depășească dimensiunea spotului galvanometrului).
Expansorul de fascicul include: expandor de fascicul CO2, expandor de fascicul de 532 nm, expandor de fascicul de 355 nm, expandor de fascicul de 1064 nm, expandor de fascicul de 650 nm, multiplii sunt: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 și așa mai departe.
Lentila de colimare include: lentila de colimare pentru aparatul de sudură cu fibre (distanță focală 100 120 150 180mm); Lentila de colimare pentru mașina de tăiat fibre: lentilă de colimare cu diametrul 30f100 (combinație din două piese), lentilă de colimare cu diametrul 28f60 (combinație din două piese), lentilă de colimare cu diametrul 25.4F75 (combinație din două piese) și așa mai departe.
