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  • 商品名称: 选择合适的聚焦透镜

案例 1:
在透镜焦距已经固定的情况下,确定最佳输入光束直径

出于?#20302;?#26426;械设计的考虑因素,往往会对透镜的焦距造成限制。例如,根据限制,聚焦透镜与工件之间的距离会有一个最小限度。在这种情况下,最实际的做法是,选择焦距符合?#20302;?#26426;械部分限制条件的透镜,然后根据该透镜改变输入光束的直径,以尽可能地减小焦点尺寸。

为了确定采用多大的输入光束直径才能将光斑尺寸减到最小,我们根据计算光斑大小的方程式,先对光束直径求?#38469;?#28982;后将?#38469;?#35774;为 0,求出光斑的最小值。这将得到下列方程:

回到我们的上一个例子,如果使用硒化锌制作凹凸透镜,则其焦距限值为 5.00”,即 127 mm,我们可以计算出,最佳输入光束直?#27573;?26 mm。将这个值代入计算光斑大小的方程式,得出光斑大小为 86µm,这和我们在“确定光斑大小”部分中看到的数字相同。如果我们对焦距为 5.00” 的硒化硫平凸透镜进行计算,可以得出最佳输入光束直?#27573;?24 mm,它提供的焦点直?#27573;?6µm。

如果?#20302;?#20013;现有的激光光束直径与计算出的输入光束直径相去甚远,请扩大或缩小激光光束直径,使它等于这一尺寸。要扩大或缩小光束的直径,您可以使用扩束镜或聚光器,也可以用多个透镜自制扩束镜或聚光镜。

案例 2:
在输入光束直径已经固定的情况下,确定最佳透镜焦距

如果不可能或不愿改变?#20302;?#30340;光束直径大小,您最好知道使用何种焦距才能使光斑尺寸减到最小。

为了确定采用多大的焦距才能将光斑尺寸减到最小,我们根据计算光斑大小的方程式,求出关于焦距的?#38469;?#28982;后将?#38469;?#35774;为 0,求出光斑的最小值。这将得到下列方程:

在求出最佳焦距后,您可以在我们产品目录中找出焦距与最佳值最相近的透镜,此外,在某些重要的应用,贰陆公司还可以为您精确地制作具有所需的焦距和公差的光学元件。

正如在先前的讨论中看到的那样,当焦距或输入光束直径存在限制情况下,能?#22351;?#21040;的焦点大小有一个限值。如果计算出的最小光斑大于当前应用中所需的尺寸,那么您别无选择,只能寄希望于改变某些光学?#20302;?#21442;数了。

注意

对于大功率 CO2 激光器,一般不建议使用的透镜的直径大于光束直径 (1/e2) 的 1.5倍以上。如果大于此倍数,发生热形变的可能性会相应增加。之所以会如此,是因为透镜中央被光束照射而受热的区域与边?#21040;?#20919;的区域的距离增大,导致整个光学元件的热梯度过大。

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