Las lentes colimadoras son para fuentes de luz puntuales, y las llamadas fuentes de luz puntuales que vemos con más frecuencia en la vida son: cabezas de cerillas, bombillas de linternas antiguas y láseres que salen de fibras ópticas de energía.
Para nuestra industria del láser industrial, cuando hablamos de espejos colimadores, básicamente nos referimos a la luz láser que sale de la fibra de transmisión de energía. La luz que sale de la fibra energética es una fuente de luz puntual con un ángulo de divergencia (θ). Este parámetro generalmente se puede verificar.
Si colocamos esta fuente de luz puntual en el foco de la lente colimadora de fibra óptica, sabemos que: la luz emitida desde el foco de un espejo de enfoque (la lente colimadora en realidad usa el espejo de enfoque a la inversa), después de pasar a través de la lente de enfoque. , se convierte en luz paralela.
Mucha gente me pregunta cuál es el diámetro del haz que sale después de pasar por una determinada lente colimadora. Hoy estoy aquí para darte la respuesta, que es 2F*tag (1/2*θ). Si el ángulo de divergencia es de 10 grados y F=150 mm, entonces el diámetro del haz que sale del colimador es =2*150*tag(5 grados)=26.2466 mm.
Esta fórmula es de importancia de referencia para seleccionar galvanómetros para máquinas de soldar que utilizan transmisión de fibra óptica. Continuar hablando de ello es lo que la gente en la industria de las máquinas cortadoras de fibra quiere saber.
Después de pasar a través de la lente colimadora de fibra, el láser ingresa a la lente de enfoque de la máquina cortadora de fibra. Según la teoría, la distancia focal de la lente colimadora ÷ la distancia focal de la lente de enfoque=la relación entre la densidad de energía después del enfoque y la densidad anterior.
Por ejemplo: la distancia focal de la lente colimadora es de 75 mm, la distancia focal de la lente de enfoque es de 150 mm, 75÷150=1/2, es decir, el área del punto de luz enfocado después de pasar por la lente de enfoque. La lente es dos veces más grande que el área de la fuente de luz puntual que acaba de salir de la fibra de energía. , la densidad de energía es la mitad de la original.
Algunas personas preguntan, ¿por qué necesitamos reducir la densidad energética?
¿No es mejor concentrar la densidad energética? Hay varias razones aquí:
Primero:Si la distancia focal de la lente de enfoque es más corta, la profundidad focal de la lente de enfoque será menor. Una profundidad focal reducida fácilmente conducirá a la imposibilidad de realizar cortes profundos.
Segundo:cuanto más corta sea la distancia focal, más pequeño será el punto de enfoque y más pequeña será la costura de corte. La pequeña costura no favorece la caída de la escoria cortada, lo que resulta en la imposibilidad de cortar.
Por lo tanto, generalmente intentamos utilizar una distancia focal de entre 120-150 mm como lente de enfoque de la máquina cortadora de fibra.
Además, ¿por qué no utilizamos lentes colimadores de distancia focal larga? Hay dos razones involucradas:
Primero:El uso de un colimador de fibra con una distancia focal larga requiere un diámetro de lente mayor, lo que hará que el diseño mecánico sea más problemático;
Segundo:El uso de una lente colimadora de fibra con una distancia focal larga hará que sea muy sensible al punto de enfoque de la máquina cortadora de fibra al enfocar. Una vez que se desvía un poco del foco de la lente de enfoque, se producirá el fenómeno de incapacidad para cortar.
Es por eso que el enfoque de nuestras máquinas cortadoras de fibra óptica generales generalmente está entre 60-100 mm. Entonces hablemos de expansores de haz. Los expansores de haz también tienen una función de colimación, pero los expansores de haz son para haces de luz (haces con un cierto ángulo de divergencia).
La luz de muchos láseres en nuestro mercado es un haz, como: tubos de vidrio de CO2, tubos de radiofrecuencia de CO2, láseres YAG bombeados por lámpara, láseres de fibra con QBH, láseres de 355 nm, 532 nm, 1064 nm con bombeo final, etc.
La luz de estos láseres son todos haces, y no son luz estrictamente paralela (cuando la calidad del haz M2 de un láser es 1, la luz de este láser no tiene ángulo de divergencia, pero esto solo puede ser un estado ideal, en no existe en la vida real. Generalmente, el coeficiente M2 de los láseres del mercado puede llegar a 1,2, lo que ya es muy bueno).
A continuación hablaremos de por qué el expansor de haz puede desempeñar un papel colimador. Todo el mundo sabe que el expansor de haz puede expandir el haz. En términos profesionales, se trata de expandir el radio de cintura del haz, y el radio de cintura del haz y el ángulo de divergencia del láser son El producto es un valor fijo. A medida que aumenta el radio de cintura del haz (es decir, el haz se expande), el ángulo de divergencia disminuye (para lograr el efecto de colimación).
Se llega a la conclusión de que después de pasar a través de un expansor de haz de N veces, el ángulo de divergencia del rayo láser se reduce a una N veces del original. Por ejemplo, después de pasar por un expansor de haz de 4x, el ángulo de divergencia se reduce a 1/4 del original. Es por eso que intentamos utilizar un expansor de haz con un aumento mayor (siempre que el tamaño del haz después de pasar a través del expansor de haz no exceda el tamaño del punto del galvanómetro).
El expansor de haz incluye: expansor de haz de CO2, expansor de haz de 532 nm, expansor de haz de 355 nm, expansor de haz de 1064 nm, expansor de haz de 650 nm, los múltiplos son: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 y así sucesivamente.
La lente colimadora incluye: lente colimadora para máquina soldadora de fibra (distancia focal 100 120 150 180mm); Lente colimadora para máquina cortadora de fibra: lente colimadora de diámetro 30f100 (combinación de dos piezas), lente colimadora de diámetro 28f60 (combinación de dos piezas), lente colimadora de diámetro 25.4F75 (combinación de dos piezas), etc.
