Kolimačné šošovky sú pre bodové zdroje svetla a takzvané bodové zdroje svetla, ktoré v živote vidíme častejšie, sú: zápalkové hlavy, staromódne žiarovky na baterky a lasery vychádzajúce z energetických optických vlákien.
Pokiaľ ide o náš priemyselný laserový priemysel, keď hovoríme o kolimačných zrkadlách, v podstate hovoríme o laserovom svetle, ktoré vychádza z vlákna na prenos energie. Svetlo vychádzajúce z energetického vlákna je bodový svetelný zdroj s uhlom divergencie (θ). Tento parameter možno vo všeobecnosti skontrolovať.
Ak umiestnime tento bodový zdroj svetla do ohniska kolimačnej šošovky z optického vlákna, vieme, že: svetlo vyžarované z ohniska zaostrovacieho zrkadla (kolimačná šošovka v skutočnosti využíva zaostrovacie zrkadlo opačne), po prechode cez zaostrovaciu šošovku , stáva sa z neho paralelné svetlo.
Veľa ľudí sa ma pýta, aký je priemer lúča, ktorý vychádza po prechode cez určitú kolimačnú šošovku. Dnes som tu, aby som vám dal odpoveď, ktorá je 2F*tag (1/2*θ). Ak je uhol divergencie 10 stupňov a F=150 mm, potom priemer lúča vychádzajúceho z kolimátora je =2*150*tag(5 stupňov)=26.2466 mm.
Tento vzorec má referenčný význam pre výber galvanometrov pre zváracie stroje, ktoré používajú prenos optických vlákien. Pokračovať v rozprávaní o tom je to, čo ľudia v priemysle strojov na rezanie vlákien chcú vedieť.
Po prechode cez šošovku na kolimáciu vlákien vstupuje laser do zaostrovacej šošovky stroja na rezanie vlákien. Podľa teórie ohnisková vzdialenosť kolimačnej šošovky ÷ ohnisková vzdialenosť zaostrovacej šošovky=pomer hustoty energie po zaostrení k predchádzajúcej hustote.
Napríklad: ohnisková vzdialenosť kolimačnej šošovky je 75 mm, ohnisková vzdialenosť zaostrovacej šošovky je 150 mm, 75÷150=1/2, teda plocha zaostreného svetelného bodu po prechode zaostrením šošovka je dvakrát väčšia ako plocha bodového svetelného zdroja, ktorý práve vyšiel z energetického vlákna. , hustota energie je 1/2 pôvodnej.
Niektorí ľudia sa pýtajú, prečo musíme znižovať hustotu energie?
Nie je lepšie koncentrovať hustotu energie? Dôvodov je tu niekoľko:
Najprv:Ak je ohnisková vzdialenosť zaostrovacej šošovky kratšia, hĺbka ohniska zaostrovacej šošovky bude menšia. Malá hĺbka ohniska ľahko povedie k neschopnosti rezať hlboko.
Po druhé:čím kratšia je ohnisková vzdialenosť, tým menší je bod zaostrenia a tým menší je rezný šev. Malý šev neprispieva k vypadávaniu narezanej trosky, čo vedie k neschopnosti prerezať sa.
Preto sa vo všeobecnosti snažíme použiť ako zaostrovaciu šošovku stroja na rezanie vlákien ohniskovú vzdialenosť medzi 120-150 mm.
Prečo navyše nepoužívame kolimačné šošovky s dlhou ohniskovou vzdialenosťou? Ide o dva dôvody:
Najprv:Použitie vláknového kolimátora s dlhou ohniskovou vzdialenosťou vyžaduje väčší priemer šošovky, čo spôsobí, že mechanická konštrukcia bude problematickejšia;
Po druhé:Použitie vláknovej kolimačnej šošovky s dlhou ohniskovou vzdialenosťou spôsobí, že bude pri zaostrovaní veľmi citlivá na zaostrovací bod stroja na rezanie vlákien. Akonáhle sa trochu odchýli od ohniska zaostrovacej šošovky, dôjde k fenoménu neschopnosti prerezať sa.
To je dôvod, prečo je zameranie našich všeobecných strojov na rezanie optických vlákien vo všeobecnosti medzi 60-100 mm. Potom sa bavme o expandéroch lúčov. Expandéry lúčov majú aj kolimačnú funkciu, no expandéry lúčov sú pre svetelné lúče (lúče s určitým uhlom divergencie).
Svetlo z mnohých laserov na našom trhu je lúčové, ako sú: CO2 sklenené trubice, CO2 rádiofrekvenčné trubice, lampy čerpané YAG lasery, lasery z vláknových laserov s QBH, koncové čerpané 355nm 532nm 1064nm lasery atď.
Svetlo z týchto laserov sú všetky lúče a nie sú to striktne paralelné svetlo (keď je kvalita lúča M2 lasera 1, svetlo tohto lasera nemá uhol divergencie, ale to môže byť len ideálny stav, keď je Koeficient M2 laserov na trhu môže vo všeobecnosti dosiahnuť 1,2, čo je už veľmi dobré).
Ďalej si povieme, prečo môže expandér lúčov zohrávať kolimačnú úlohu. Každý vie, že expandér lúča môže lúč rozšíriť. Z odborného hľadiska ide o rozšírenie polomeru pása lúča a polomer pása lúča a uhol divergencie lasera. Produkt je pevná hodnota. Keď sa polomer pásu lúča zväčšuje (tj lúč sa rozširuje), uhol divergencie sa zmenšuje (na dosiahnutie efektu kolimácie).
Existuje záver, že po prechode cez N-násobok lúča expandéra sa uhol divergencie laserového lúča zníži na jeden N-násobok originálu. Napríklad po prechode 4x expandérom lúča sa uhol divergencie zníži na 1/4 originálu. Preto sa snažíme použiť expandér lúča s väčším zväčšením (za predpokladu, že veľkosť lúča po prechode expandérom lúča nepresiahne veľkosť bodu galvanometra).
Expandér lúča obsahuje: expandér lúča CO2, expandér lúča 532nm, expandér lúča 355nm, expandér lúča 1064nm, expandér lúča 650nm, násobky sú: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 atď.
Ku kolimačnej šošovke patrí: kolimačná šošovka pre stroj na zváranie vlákien (ohnisková vzdialenosť 100 120 150 180 mm); kolimačná šošovka pre stroj na rezanie vlákien: kolimačná šošovka priemer 30f100 (dvojdielna kombinácia), kolimačná šošovka priemer 28f60 (dvojdielna kombinácia), kolimačná šošovka priemer 25,4F75 (dvojdielna kombinácia) atď.
