Lentes colimadoras são para fontes de luz pontuais, e as chamadas fontes de luz pontuais que vemos com mais frequência na vida são: cabeças de fósforos, lâmpadas de lanternas antigas e lasers saindo de fibras ópticas de energia.
Para a nossa indústria de laser industrial, quando falamos em colimação de espelhos, estamos basicamente falando da luz do laser que sai da fibra de transmissão de energia. A luz que sai da fibra de energia é uma fonte de luz pontual com ângulo de divergência (θ). Este parâmetro geralmente pode ser verificado.
Se colocarmos esta fonte de luz pontual no foco da lente colimadora de fibra óptica, sabemos que: a luz emitida pelo foco de um espelho focalizador (a lente colimadora na verdade usa o espelho focalizador ao contrário), depois de passar pela lente focalizadora , torna-se Tornou-se luz paralela.
Muitas pessoas me perguntam qual é o diâmetro do feixe que sai após passar por uma determinada lente colimadora. Hoje estou aqui para lhe dar a resposta, que é 2F*tag (1/2*θ). Se o ângulo de divergência for 10 graus e F=150mm, então o diâmetro do feixe que sai do colimador é =2*150*tag(5 graus)=26,2466mm.
Esta fórmula é de referência para a seleção de galvanômetros para máquinas de soldagem que utilizam transmissão por fibra óptica. Continuar falando sobre isso é o que as pessoas da indústria de máquinas de corte de fibra querem saber.
Depois de passar pela lente de colimação de fibra, o laser entra na lente de foco da máquina de corte de fibra. De acordo com a teoria, a distância focal da lente colimadora ÷ a distância focal da lente de focagem=a razão entre a densidade de energia após a focagem e a densidade anterior.
Por exemplo: a distância focal da lente de colimação é 75mm, a distância focal da lente de focagem é 150mm, 75÷150=1/2, ou seja, a área do ponto de luz focado após passar pela focagem A lente é duas vezes maior que a área da fonte de luz pontual que acabou de sair da fibra de energia. , a densidade de energia é 1/2 da original.
Algumas pessoas perguntam: por que precisamos reduzir a densidade energética?
Não é melhor concentrar a densidade de energia? Existem vários motivos aqui:
Primeiro:Se a distância focal da lente de focagem for menor, a profundidade focal da lente de focagem será menor. A profundidade focal rasa levará facilmente à incapacidade de cortar profundamente.
Segundo:quanto menor a distância focal, menor será o ponto de foco e menor será a costura de corte. A pequena costura não favorece a queda da escória cortada, resultando na impossibilidade de corte.
Portanto, geralmente tentamos usar uma distância focal entre 120-150mm como lente de foco da máquina de corte de fibra.
Além disso, por que não usamos lentes colimadoras de longa distância focal? Existem duas razões envolvidas:
Primeiro:Usar um colimador de fibra com longa distância focal requer um diâmetro de lente maior, o que tornará o projeto mecânico mais problemático;
Segundo:Usar uma lente de colimação de fibra com uma distância focal longa fará com que ela seja muito sensível ao ponto de foco da máquina de corte de fibra durante o foco. Uma vez que se desvie um pouco do foco da lente de foco, ocorrerá o fenômeno de incapacidade de corte.
É por isso que o foco de nossas máquinas de corte de fibra óptica em geral está geralmente entre 60-100mm. Então vamos falar sobre expansores de feixe. Os expansores de feixe também têm função de colimação, mas os expansores de feixe são para feixes de luz (feixes com um determinado ângulo de divergência).
A luz de muitos lasers em nosso mercado é um feixe, como: tubos de vidro de CO2, tubos de radiofrequência de CO2, lasers YAG bombeados por lâmpada, lasers de lasers de fibra com QBH, lasers de 355nm 532nm 1064nm bombeados na extremidade, etc.,
A luz desses lasers são todos feixes, e eles não são luz estritamente paralela (quando a qualidade do feixe M2 de um laser é 1, a luz deste laser não tem ângulo de divergência, mas este só pode ser um estado ideal, em Ele faz não existe na vida real. Geralmente, o coeficiente M2 dos lasers do mercado pode chegar a 1,2, o que já é muito bom).
A seguir falaremos sobre por que o expansor de feixe pode desempenhar um papel de colimação. Todo mundo sabe que o expansor de feixe pode expandir o feixe. Em termos profissionais, é para expandir o raio da cintura do feixe, e o raio da cintura do feixe e o ângulo de divergência do laser são O produto é um valor fixo. À medida que o raio da cintura do feixe aumenta (isto é, o feixe se expande), o ângulo de divergência diminui (para alcançar o efeito de colimação).
Conclui-se que após passar por um expansor de feixe de N vezes, o ângulo de divergência do feixe de laser é reduzido a uma N vezes do original. Por exemplo, após passar por um expansor de feixe 4x, o ângulo de divergência é reduzido para 1/4 do original. É por isso que tentamos usar um expansor de feixe com maior ampliação (desde que o tamanho do feixe após passar pelo expansor de feixe não exceda o tamanho do ponto do galvanômetro).
O expansor de feixe inclui: expansor de feixe de CO2, expansor de feixe de 532 nm, expansor de feixe de 355 nm, expansor de feixe de 1064 nm, expansor de feixe de 650 nm, os múltiplos são: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 e assim por diante.
A lente colimadora inclui: lente colimadora para máquina de solda de fibra (distância focal 100 120 150 180mm); lente de colimação para máquina de corte de fibra: lente de colimação de diâmetro 30f100 (combinação de duas peças), lente de colimação de diâmetro 28f60 (combinação de duas peças), lente de colimação de diâmetro 25.4F75 (combinação de duas peças) e assim por diante.
