Kolimirajuća sočiva su za tačkaste izvore svetlosti, a takozvani tačkasti izvori svetlosti koje češće viđamo u životu su: glave šibica, staromodne sijalice za baterijske lampe i laseri koji izlaze iz energetskih optičkih vlakana.
Za našu industrijsku lasersku industriju, kada govorimo o kolimirajućim ogledalima, u osnovi govorimo o laserskoj svjetlosti koja izlazi iz vlakna za prijenos energije. Svjetlost koja izlazi iz energetskog vlakna je tačkasti izvor svjetlosti sa uglom divergencije (θ). Ovaj parametar se općenito može provjeriti.
Ako ovaj tačkasti izvor svjetlosti postavimo u fokus kolimirajuće leće optičkih vlakana, znamo da: svjetlost koja se emituje iz fokusa ogledala za fokusiranje (kolimirajuće sočivo zapravo koristi ogledalo za fokusiranje u obrnutom smjeru), nakon prolaska kroz sočivo za fokusiranje , postaje Postalo je paralelno svjetlo.
Mnogi ljudi me pitaju koliki je prečnik zraka koji izlazi nakon prolaska kroz određeno kolimirajuće sočivo. Danas sam ovdje da vam dam odgovor, a to je 2F*tag (1/2*θ). Ako je ugao divergencije 10 stepeni i F=150mm, tada je prečnik zraka koji izlazi iz kolimatora =2*150*tag(5 stepeni )=26.2466mm.
Ova formula je od referentnog značaja za odabir galvanometara za aparate za zavarivanje koji koriste prijenos optičkih vlakana. Nastavak razgovora o tome je ono što ljudi u industriji mašina za rezanje vlakana žele znati.
Nakon prolaska kroz sočivo za kolimiranje vlakana, laser ulazi u fokusno sočivo mašine za rezanje vlakana. Prema teoriji, žižna daljina kolimirajućeg sočiva ÷ žižna daljina sočiva za fokusiranje=odnos gustine energije nakon fokusiranja prema prethodnoj gustini.
Na primjer: žižna daljina kolimirajućeg sočiva je 75 mm, žižna daljina sočiva za fokusiranje je 150 mm, 75÷150=1/2, odnosno površina fokusirane svjetlosne tačke nakon prolaska kroz fokusiranje sočivo je dvostruko veće od površine točkastog izvora svjetlosti koji je upravo izašao iz energetskog vlakna. , gustoća energije je 1/2 originalne.
Neki ljudi pitaju, zašto trebamo smanjiti gustoću energije?
Nije li bolje koncentrirati gustinu energije? Ovdje postoji nekoliko razloga:
prvo:Ako je žižna daljina sočiva za fokusiranje kraća, žižna dubina sočiva za fokusiranje će biti manja. Mala dubina fokusa lako će dovesti do nemogućnosti dubokog rezanja.
Sekunda:što je žižna daljina kraća, manja je tačka fokusa i manji šav. Mali šav ne pogoduje padanju rezane šljake, što rezultira nemogućnošću rezanja.
Stoga općenito pokušavamo koristiti žižnu daljinu između 120-150mm kao fokusno sočivo mašine za rezanje vlakana.
Osim toga, zašto ne koristimo kolimirajuća sočiva velike žižne daljine? Dva su razloga uključena:
prvo:Upotreba vlaknastog kolimatora sa velikom žižnom daljinom zahteva veći prečnik sočiva, što će mehanički dizajn učiniti problematičnijim;
Sekunda:Upotreba sočiva za kolimiranje vlakana sa velikom žižnom daljinom će uzrokovati da bude vrlo osjetljiva na fokusnu tačku mašine za rezanje vlakana prilikom fokusiranja. Jednom kada malo odstupi od fokusa sočiva za fokusiranje, pojavit će se fenomen nemogućnosti prosijecanja.
Zbog toga je fokus naših općih mašina za rezanje optičkih vlakana općenito između 60-100mm. Onda hajde da pričamo o ekspanderima snopa. Ekspanderi snopa također imaju funkciju kolimiranja, ali ekspanderi snopa su za svjetlosne snopove (snopove sa određenim uglom divergencije).
Svjetlost mnogih lasera na našem tržištu je snop, kao što su: CO2 staklene cijevi, CO2 radiofrekventne cijevi, YAG laseri napajani lampom, laseri iz fiber lasera sa QBH, end-pumpani 355nm 532nm 1064nm laseri, itd.
Svjetlost ovih lasera su svi snopovi i oni nisu striktno paralelna svjetlost (kada je kvalitet snopa M2 lasera 1, svjetlost ovog lasera nema ugao divergencije, ali ovo može biti samo idealno stanje, u Uopšteno govoreći, koeficijent M2 lasera na tržištu može dostići 1,2, što je već jako dobro).
Sljedeće ćemo govoriti o tome zašto ekspander snopa može igrati kolimirajuću ulogu. Svi znaju da ekspander snopa može proširiti snop. U profesionalnom smislu, radijus je proširenje radijusa struka snopa, a radijus struka snopa i ugao divergencije lasera su. Proizvod je fiksna vrijednost. Kako se radijus struka zraka povećava (tj., snop se širi), ugao divergencije se smanjuje (da bi se postigao efekat kolimacije).
Postoji zaključak da se nakon prolaska kroz N-struki ekspander snopa, ugao divergencije laserskog snopa smanjuje na jedan N-put od originalnog. Na primjer, nakon prolaska kroz ekspander snopa 4x, ugao divergencije se smanjuje na 1/4 originala. Zbog toga pokušavamo da koristimo ekspander snopa sa većim uvećanjem (pod uslovom da veličina snopa nakon prolaska kroz ekspander snopa ne prelazi veličinu tačke galvanometra).
Ekspander snopa uključuje: CO2 ekspander snopa, 532nm ekspander snopa, 355nm ekspander snopa, 1064nm ekspander snopa, 650nm proširivač snopa, višekratnici su: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 i tako dalje.
Kolimirajuće sočivo uključuje: kolimirajuće sočivo za aparat za zavarivanje vlakana (žižna daljina 100 120 150 180mm); kolimirajuća sočiva za mašinu za rezanje vlakana: kolimirajuća sočiva promjera 30f100 (dvodijelna kombinacija), promjera 28f60 kolimirajuća sočiva (dvodijelna kombinacija), kolimirajuća sočiva promjera 25.4F75 (dvodijelna kombinacija) i tako dalje.
