A kollimáló lencsék pontszerű fényforrásokhoz valók, az úgynevezett pontszerű fényforrások pedig, amelyeket gyakrabban látunk az életben: gyufafejek, régimódi zseblámpa izzók és az energetikai optikai szálakból kilépő lézerek.
Ipari lézeriparunk esetében, amikor kollimáló tükrökről beszélünk, alapvetően az energiaátvivő szálból kilépő lézerfényről beszélünk. Az energiaszálból kilépő fény pontszerű fényforrás, amelynek divergencia szöge (θ). Ez a paraméter általában ellenőrizhető.
Ha ezt a pontszerű fényforrást az optikai szálas kollimáló lencse fókuszába helyezzük, tudjuk, hogy: a fókuszáló tükör fókuszából kibocsátott fény (a kollimáló lencse valójában fordítva használja a fókuszáló tükröt), miután áthaladt a fókuszáló lencsén , válik Párhuzamos fény lett.
Sokan kérdezik tőlem, hogy mekkora az átmérője annak a sugárnak, amely egy bizonyos kollimáló lencsén való áthaladás után jön ki. Ma azért vagyok itt, hogy megadjam a választ, ami 2F*tag (1/2*θ). Ha a divergencia szöge 10 fok és F=150mm, akkor A kollimátorból kilépő sugár átmérője =2*150*tag(5 fok )=26,2466 mm.
Ez a képlet referencia jelentőségű az optikai szál átvitelt használó hegesztőgépek galvanométereinek kiválasztásakor. A szálvágógépiparban dolgozók tudni akarják, hogy tovább beszéljünk róla.
Miután áthaladt a szálkollimáló lencsén, a lézer belép a szálvágó gép fókuszáló lencséjébe. Az elmélet szerint a kollimáló lencse gyújtótávolsága ÷ a fókuszáló lencse gyújtótávolsága=a fókuszálás utáni energiasűrűség és az előző sűrűség aránya.
Például: a kollimáló lencse gyújtótávolsága 75 mm, a fókuszáló lencse gyújtótávolsága 150 mm, 75÷150=1/2, vagyis a fókuszált fényfolt területe a fókuszáláson való áthaladás után a lencse kétszer akkora, mint annak a pontszerű fényforrásnak a területe, amely éppen kijött az energiaszálból. , az energiasűrűség az eredeti 1/2-e.
Vannak, akik azt kérdezik, miért kell csökkentenünk az energiasűrűséget?
Nem jobb az energiasűrűséget koncentrálni? Itt több oka is van:
Első:Ha a fókuszáló lencse gyújtótávolsága rövidebb, akkor a fókuszáló lencse fókuszmélysége kisebb lesz. A sekély fókuszmélység könnyen ahhoz vezet, hogy nem lehet mélyen vágni.
Második:minél rövidebb a gyújtótávolság, annál kisebb a fókuszpont, és annál kisebb a vágási varrat. A kis varrat nem segíti elő a levágott salak leesését, ami miatt nem lehet átvágni.
Ezért általában 120-150 mm közötti gyújtótávolságot próbálunk használni a szálvágó gép fókuszáló lencséjeként.
Ráadásul miért nem használunk nagy gyújtótávolságú kollimáló lencséket? Ennek két oka van:
Első:A nagy gyújtótávolságú szálas kollimátor használata nagyobb lencseátmérőt igényel, ami a mechanikai tervezést problémásabbá teszi;
Második:Ha nagy gyújtótávolságú szálkollimáló lencsét használ, az nagyon érzékeny lesz a szálvágó gép fókuszpontjára fókuszáláskor. Amint egy kicsit eltér a fókuszáló lencse fókuszától, az átvágás képtelenségének jelensége lép fel.
Ez az oka annak, hogy általános optikai szálvágó gépeink fókusza általában 60-100 mm között van. Akkor beszéljünk a sugártágítókról. A nyalábtágítóknak kollimáló funkciójuk is van, de a sugártágítók fénysugarakhoz (bizonyos eltérési szögű nyalábokhoz) valók.
A piacunkon lévő számos lézer fénye nyaláb, mint például: CO2 üvegcsövek, CO2 rádiófrekvenciás csövek, lámpával pumpált YAG lézerek, szálas lézerekből származó lézerek QBH-val, végpumpás 355 nm 532 nm 1064 nm lézerek stb.
Ezeknek a lézereknek a fénye csupa nyaláb, és nem szigorúan párhuzamos fény (ha egy lézer M2 sugárzási minősége 1, akkor ennek a lézernek nincs divergencia szöge, de ez csak ideális állapot lehet, A piacon lévő lézerek M2-es együtthatója általában elérheti az 1,2-t, ami már nagyon jó).
A továbbiakban arról fogunk beszélni, hogy a nyalábtágító miért játszhat kollimáló szerepet. Mindenki tudja, hogy a sugártágító képes kiterjeszteni a sugarat. Szakmai értelemben a nyaláb deréksugarának kitágítását jelenti, illetve a lézer sugár derékszögét és divergenciaszögét A termék fix érték. Ahogy a sugár derék sugara nő (azaz a nyaláb tágul), a divergencia szöge csökken (a kollimáció hatásának eléréséhez).
Arra a következtetésre jutottunk, hogy egy N-szeres sugártágítón való áthaladás után a lézersugár divergenciaszöge az eredeti N-szeresére csökken. Például egy 4x sugártágítón való áthaladás után a divergencia szöge az eredeti 1/4-ére csökken. Ezért igyekszünk nagyobb nagyítású sugártágítót alkalmazni (feltéve, hogy a sugártágítón való áthaladás után a sugár mérete nem haladja meg a galvanométer foltméretét).
A sugártágító a következőket tartalmazza: CO2 sugártágító, 532 nm-es nyalábtágító, 355 nm-es sugártágító, 1064 nm-es nyalábtágító, 650 nm-es nyalábtágító, a többszörösei: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 és így tovább.
A kollimáló lencse a következőket tartalmazza: kollimáló lencse szálhegesztőgéphez (gyújtótávolság 100 120 150 180mm); kollimáló lencse szálvágó géphez: 30f100 átmérőjű kollimáló lencse (kétrészes kombináció), 28f60 átmérőjű kollimáló lencse (kétrészes kombináció), 25.4F75 átmérőjű kollimáló lencse (kétrészes kombináció) és így tovább.
