Kolimační čočky jsou pro bodové světelné zdroje a takzvané bodové světelné zdroje, které v životě vidíme častěji, jsou: zápalkové hlavy, staromódní žárovky do baterek a lasery vycházející z energetických optických vláken.
Pro náš průmyslový laserový průmysl, když mluvíme o kolimačních zrcadlech, mluvíme v podstatě o laserovém světle vycházejícím z vlákna pro přenos energie. Světlo vycházející z energetického vlákna je bodový zdroj světla s úhlem divergence (θ). Tento parametr lze obecně zkontrolovat.
Umístíme-li tento bodový zdroj světla do ohniska kolimační čočky z optického vlákna, víme, že: světlo vyzařované z ohniska zaostřovacího zrcadla (kolimační čočka ve skutečnosti využívá zaostřovací zrcadlo obráceně), po průchodu zaostřovací čočkou , stává se z něj paralelní světlo.
Mnoho lidí se mě ptá, jaký je průměr paprsku, který vychází po průchodu určitou kolimační čočkou. Dnes jsem tu, abych vám dal odpověď, která je 2F*tag (1/2*θ). Pokud je úhel divergence 10 stupňů a F=150mm, pak průměr paprsku vycházejícího z kolimátoru je =2*150*tag(5 stupňů)=26.2466 mm.
Tento vzorec má referenční význam pro výběr galvanometrů pro svařovací stroje, které používají přenos optických vláken. Pokračovat v mluvení o tom je to, co lidé v průmyslu strojů na řezání vláken chtějí vědět.
Po průchodu vláknovou kolimační čočkou vstupuje laser do zaostřovací čočky vláknového řezacího stroje. Podle teorie ohnisková vzdálenost kolimační čočky ÷ ohnisková vzdálenost zaostřovací čočky=poměr hustoty energie po zaostření k předchozí hustotě.
Například: ohnisková vzdálenost kolimační čočky je 75 mm, ohnisková vzdálenost zaostřovací čočky je 150 mm, 75÷150=1/2, tedy plocha zaostřeného světelného bodu po průchodu zaostřením čočka je dvakrát větší než plocha bodového zdroje světla, který právě vyšel z energetického vlákna. , hustota energie je 1/2 původní.
Někteří lidé se ptají, proč potřebujeme snižovat hustotu energie?
Není lepší koncentrovat hustotu energie? Důvodů je zde několik:
První:Pokud je ohnisková vzdálenost zaostřovací čočky kratší, bude ohnisková hloubka zaostřovací čočky menší. Malá hloubka ohniska snadno povede k neschopnosti řezat hluboko.
Druhý:čím kratší je ohnisková vzdálenost, tím menší je zaostřovací bod a menší řezný šev. Malý šev nezpůsobuje padání řezané strusky, což má za následek nemožnost proříznutí.
Proto se obecně snažíme používat jako zaostřovací čočku stroje na řezání vláken ohniskovou vzdálenost mezi 120-150 mm.
Proč navíc nepoužíváme kolimační čočky s dlouhou ohniskovou vzdáleností? Důvody jsou dva:
První:Použití vláknového kolimátoru s dlouhou ohniskovou vzdáleností vyžaduje větší průměr čočky, což způsobí, že mechanická konstrukce bude obtížnější;
Druhý:Použití vláknové kolimační čočky s dlouhou ohniskovou vzdáleností způsobí, že bude při zaostřování velmi citlivá na zaostřovací bod stroje na řezání vláken. Jakmile se trochu odchýlí od ohniska ostřící čočky, dojde k fenoménu neschopnosti prořezat.
To je důvod, proč je zaměření našich obecných strojů na řezání optických vláken obecně mezi 60-100 mm. Pak si povíme něco o rozšiřovačích paprsků. Expandéry paprsků mají také kolimační funkci, ale expandéry paprsků jsou pro světelné paprsky (paprsky s určitým úhlem divergence).
Světlo z mnoha laserů na našem trhu je paprskové, jako jsou: CO2 skleněné trubice, CO2 radiofrekvenční trubice, lampy čerpané YAG lasery, lasery z vláknových laserů s QBH, koncové čerpané 355nm 532nm 1064nm lasery atd.,
Světlo z těchto laserů jsou všechny paprsky a nejsou to striktně paralelní světlo (když je kvalita paprsku M2 laseru 1, světlo tohoto laseru nemá žádný divergenční úhel, ale to může být pouze ideální stav, když je v reálném životě neexistují. Obecně může koeficient M2 laserů na trhu dosáhnout 1,2, což je již velmi dobré).
Dále si povíme, proč může expandér paprsku hrát kolimační roli. Každý ví, že rozšiřovač paprsku dokáže roztáhnout paprsek. Z odborného hlediska je to rozšířit poloměr pasu paprsku a poloměr pasu paprsku a úhel divergence laseru jsou Produkt je pevná hodnota. Jak se zvětšuje poloměr pasu paprsku (tj. paprsek se rozšiřuje), zmenšuje se úhel divergence (k dosažení efektu kolimace).
Existuje závěr, že po průchodu N-násobným expandérem paprsku se úhel divergence laserového paprsku zmenší na jeden N-násobek originálu. Například po průchodu 4x expandérem paprsku se úhel divergence zmenší na 1/4 originálu. Proto se snažíme použít expandér paprsku s větším zvětšením (za předpokladu, že velikost paprsku po průchodu expandérem paprsku nepřesáhne velikost bodu galvanometru).
Expandér paprsku obsahuje: expandér paprsku CO2, expandér paprsku 532nm, expandér paprsku 355nm, expandér paprsku 1064nm, expandér paprsku 650nm, násobky jsou: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 a tak dále.
Kolimační čočka obsahuje: kolimační čočku pro svářečku vláken (ohnisková vzdálenost 100 120 150 180mm); kolimační čočka pro stroj na řezání vláken: kolimační čočka o průměru 30f100 (dvoudílná kombinace), kolimační čočka o průměru 28f60 (dvoudílná kombinace), kolimační čočka o průměru 25,4F75 (kombinace dvoudílná) a tak dále.
