Kolimacione leće su za točkaste izvore svjetlosti, a takozvani točkasti izvori svjetlosti koje češće viđamo u životu su: glave šibica, staromodne žarulje baterijskih svjetiljki i laseri koji izlaze iz energetskih optičkih vlakana.
Za našu industrijsku industriju lasera, kada govorimo o kolimirajućim zrcalima, u osnovi govorimo o laserskom svjetlu koje izlazi iz vlakana za prijenos energije. Svjetlost koja izlazi iz energetskog vlakna je točkasti izvor svjetlosti s kutom divergencije (θ). Ovaj se parametar općenito može provjeriti.
Ako postavimo ovaj točkasti izvor svjetlosti u fokus kolimirajuće leće optičkog vlakna, znamo da: svjetlost emitirana iz fokusa zrcala za fokusiranje (kolimirajuća leća zapravo koristi zrcalo za fokusiranje obrnuto), nakon prolaska kroz leću za fokusiranje , postaje Postalo je paralelno svjetlo.
Mnogi me ljudi pitaju koliki je promjer snopa koji izlazi nakon prolaska kroz određenu kolimirajuću leću. Danas sam ovdje da vam dam odgovor, a to je 2F*tag (1/2*θ). Ako je kut divergencije 10 stupnjeva i F=150mm, tada je promjer zrake koja izlazi iz kolimatora =2*150*tag(5 stupnjeva )=26.2466mm.
Ova formula je od referentnog značaja za odabir galvanometara za aparate za zavarivanje koji koriste prijenos optičkim vlaknima. Nastavak razgovora o tome je ono što ljudi u industriji strojeva za rezanje vlakana žele znati.
Nakon prolaska kroz vlaknastu kolimirajuću leću, laser ulazi u fokusirajuću leću stroja za rezanje vlakana. Prema teoriji, žarišna duljina kolimirajuće leće ÷ žarišna duljina fokusirajuće leće=omjer gustoće energije nakon fokusiranja u odnosu na prethodnu gustoću.
Na primjer: žarišna duljina kolimirajuće leće je 75 mm, žarišna duljina leće za fokusiranje je 150 mm, 75÷150=1/2, odnosno područje fokusirane svjetlosne točke nakon prolaska kroz fokusnu leća je dvostruko veća od površine točkastog izvora svjetlosti koji je upravo izašao iz energetskog vlakna. , gustoća energije je 1/2 izvorne.
Neki ljudi pitaju zašto trebamo smanjiti gustoću energije?
Nije li bolje koncentrirati gustoću energije? Ovdje postoji nekoliko razloga:
Prvi:Ako je žarišna duljina leće za fokusiranje manja, dubina žarišta leće za fokusiranje bit će manja. Mala žarišna dubina lako će dovesti do nemogućnosti dubokog rezanja.
Drugi:što je kraća žarišna duljina, to je manja točka fokusa i manji šav za rezanje. Mali šav nije pogodan za padanje izrezane troske, što rezultira nemogućnošću prorezivanja.
Stoga općenito pokušavamo koristiti žarišnu duljinu između 120-150 mm kao leću za fokusiranje stroja za rezanje vlakana.
Osim toga, zašto ne koristimo kolimacijske leće velike žarišne duljine? Postoje dva razloga:
Prvi:Korištenje vlaknastog kolimatora s velikom žarišnom duljinom zahtijeva veći promjer leće, što će mehaničku konstrukciju učiniti problematičnijom;
Drugi:Korištenje vlaknaste kolimirajuće leće s velikom žarišnom duljinom uzrokovat će veliku osjetljivost na točku fokusa stroja za rezanje vlakana prilikom fokusiranja. Nakon što malo odstupi od fokusa fokusne leće, pojavit će se fenomen nemogućnosti probijanja.
Zbog toga je fokus naših općih strojeva za rezanje optičkih vlakana općenito između 60-100 mm. Onda razgovarajmo o ekspanderima snopa. Ekspanderi snopa također imaju kolimativnu funkciju, ali ekspanderi snopa su za svjetlosne snopove (zrake s određenim kutom divergencije).
Svjetlo mnogih lasera na našem tržištu je snop, kao što su: staklene cijevi CO2, radiofrekvencijske cijevi CO2, YAG laseri s pumpom lampe, laseri s vlaknastim laserima s QBH, laseri s krajnjom pumpom 355nm 532nm 1064nm itd.,
Svijetlost ovih lasera sastoji se od greda, a one nisu striktno paralelne svjetlosti (kada je kvaliteta zrake M2 lasera 1, svjetlost ovog lasera nema kut divergencije, ali to može biti samo idealno stanje, u ne postoji u stvarnom životu, koeficijent M2 lasera na tržištu može doseći 1,2, što je već vrlo dobro).
Zatim ćemo govoriti o tome zašto ekspander snopa može igrati ulogu kolimatora. Svi znaju da ekspander snopa može proširiti snop. U profesionalnom smislu, to je proširiti radijus struka zrake, a polumjer struka zrake i kut divergencije lasera su. Proizvod je fiksna vrijednost. Kako se radijus struga snopa povećava (tj. snop se širi), kut divergencije se smanjuje (kako bi se postigao učinak kolimacije).
Postoji zaključak da se nakon prolaska kroz N-struki ekspander snopa kut divergencije laserske zrake smanjuje na jedan N-put od originala. Na primjer, nakon prolaska kroz ekspander snopa 4x, kut divergencije se smanjuje na 1/4 izvornika. Zbog toga nastojimo koristiti ekspander snopa s većim povećanjem (pod uvjetom da veličina snopa nakon prolaska kroz ekspander snopa ne prelazi veličinu točke galvanometra).
Ekspander snopa uključuje: ekspander snopa CO2, ekspander snopa od 532 nm, ekspander snopa od 355 nm, ekspander snopa od 1064 nm, ekspander snopa od 650 nm, višekratnici su: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 i tako dalje.
Kolimacijska leća uključuje: kolimirajuću leću za stroj za zavarivanje vlakana (žarišna duljina 100 120 150 180 mm); kolimirajuće leće za stroj za rezanje vlakana: kolimirajuće leće promjera 30f100 (dvodijelna kombinacija), kolimirajuće leće promjera 28f60 (dvodijelna kombinacija), kolimirajuće leće promjera 25.4F75 (dvodijelna kombinacija) i tako dalje.
