новости компании о Оптические линзы: подробный обзор типов и функций

Оптические линзы: углубленный взгляд на типы и функции

Само название "линза" раскрывает ее светопропускающую природу. Линзы в основном изготавливаются из прозрачных материалов. Хотя эти материалы могут быть непрозрачными для видимого света, они пропускают свет определенных длин волн. Поэтому линзу можно считать светопропускающим устройством для конкретных длин волн. Например, распространенная полевая линза CO2 изготавливается из арсенида галлия (GaAs), который непрозрачен для человеческого глаза, но действует как линза для лазерного света CO2.

Далее мы углубимся в различные типы и функции линз. Основная функция линзы заключается в преломлении света, что позволяет фокусировать параллельный свет и коллимировать точечные источники света. Линзы бывают разных форм, обычно выпуклые и вогнутые. Выпуклые линзы характеризуются тем, что они толще в центре и тоньше по краям, и делятся на вогнуто-выпуклые, плоско-выпуклые идвояковыпуклые типы. Вогнутые линзы противоположны, они тоньше в центре и толще по краям, включая двояковогнутые, плоско-вогнутые и выпукло-вогнутые типы. Важно отметить, что классификация выпукло-вогнутых линз может меняться в зависимости от степени их кривизны.

В лазерной промышленности мы часто сталкиваемся с различными типами линз, такими как фокусирующие линзы,коллимирующие линзыи расширители пучка.

Фокусирующие линзы

Фокусирующая линза - это линза, которая фокусирует параллельный пучок в точечный источник света и широко используется. Кроме того, существуют специальные фокусирующие линзы, такие как асферические или ахроматические линзы, для удовлетворения конкретных потребностей применения.

• 1. Асферические фокусирующие линзы: Это линзы, используемые для устранения сферической аберрации, включая комбинированные асферические фокусирующие линзы и одиночные асферические линзы. Сферическая аберрация относится к неравномерной фокусировке света из-за сферической формы линзы; то есть лучи света вблизи центра линзы фокусируются в другой точке, чем лучи по краям. Это мешает всему пучку концентрироваться в одной точке, вместо этого распространяя его на большее расстояние, что влияет на качество резки. Чтобы решить эту проблему, можно использовать фокусирующие линзы, состоящие из двух или трех линзовых элементов, объединенных для коррекции сферической аберрации, или использовать одиночные асферические линзы. Среди них одиночная асферическая линза является лучшим выбором, но она дороже. Такие комбинированные асферические линзы и одиночные асферические линзы были распространены в эпоху резаков YAG, но их использование постепенно сократилось с ростом популярности волоконных лазеров.

• 
  

• 2. Одноэлементные фокусирующие линзы:Этот термин используется по отношению к комбинированным асферическим фокусирующим линзам. Одноэлементная линза состоит из одного куска линзы и имеет простую структуру. Однако, поскольку она может исправить только часть сферической аберрации, ее эффективность может не соответствовать эффективности многоэлементных комбинированных фокусирующих линз. На фоне растущего внедрения волоконных лазеров использование одноэлементных фокусирующих линз постепенно сократилось, но они по-прежнему сохраняют определенный рыночный спрос.

• 
  

• 3. Характеристики сферической аберрации одноэлементных линз и сравнение с комбинированнымиАсферическими линзами: Одноэлементные фокусирующие линзы, в основном состоящие из одного куска линзы, имеют простую структуру, но могут исправить только часть сферической аберрации, что потенциально может сделать их характеристики немного хуже, чем у многоэлементных комбинированных фокусирующих линз. Однако они по-прежнему сохраняют определенный рыночный спрос на фоне тенденции к росту внедрения волоконных лазеров. С другой стороны, комбинированные асферические линзы достигают коррекции сферической аберрации, умело сочетая положительные и отрицательные линзовые элементы. В частности, когда положительная линза объединяется с отрицательной линзой, и положительное значение сферической аберрации положительной линзы точно компенсирует отрицательное значение сферической аберрации отрицательной линзы, эта комбинация линз может эффективно устранить сферическую аберрацию. Это уникальный принцип работы комбинированных асферических линз.

• 
  

• 4.Ахроматические линзы: Из-за различных эффектов преломления материалов линз на свет разных длин волн в практических применениях можно столкнуться с хроматической аберрацией. Например, во время коаксиального выравнивания зрения в волоконных лазерных маркировочных или сварочных аппаратах, если используется стандартная линза, вы можете обнаружить, что когда поле зрения ПЗС четкое, результат резки или сварки не идеален, требуя точной настройки положения фокуса для достижения удовлетворительной обработки. Однако, настраивая фокус для достижения наилучшего результата обработки, поле зрения снова становится размытым. Это в основном вызвано хроматической аберрацией. В частности, выпуклые линзы обладают более сильной преломляющей способностью для более коротких длин волн и более слабой для более длинных; вогнутые (отрицательные) линзы противоположны, обладая более сильной рассеивающей способностью для более коротких длин волн и более слабой для более длинных. Основываясь на этом понимании, можно разработать линзовые системы, состоящие из выпуклых и вогнутых линз, чтобы устранить влияние хроматической аберрации. Следует отметить, однако, что из-за относительно меньшего спроса на ахроматические линзы их цена обычно выше.

Коллимирующие линзы: принцип и функция

Коллимирующая линза, как следует из названия, - это линза, которая преобразует точечный источник света в параллельный пучок. Ее принцип работы прямо противоположен фокусирующей линзе. Когда точечный источник света помещается на одном фокусном расстоянии фокусирующей линзы, параллельный пучок формируется на другой стороне линзы. Этот процесс преобразования является основной функцией коллимирующей линзы.

Волоконные коллимирующие линзы: применение и регулировка

Волоконные коллимирующие линзы играют ключевую роль в таких приложениях, как волоконные режущие головки и волоконные сварочные головки. Если определенные приложения требуют устранения сферической или хроматической аберрации, то для удовлетворения этой потребности можно использовать комбинированные коллимирующие линзы.

Расширители пучка

Кроме того, расширители пучка являются распространенными оптическими компонентами, функция которых заключается в увеличении пучка. Хотя и коллимирующие линзы, и расширители пучка выдают параллельные пучки, их принципы работы и структуры различаются. Коллимирующая линза принимает точечный источник в качестве входных данных и выдает параллельный пучок, и точечный источник должен быть помещен на одном фокусном расстоянии линзы. Расширитель пучка, однако, принимает параллельный пучок на входе и выдает параллельный пучок на выходе, просто увеличивая параллельный пучок, и положение источника мало влияет на него. Для конкретных конструкций и применений расширителей пучка вы можете обратиться к моим другим статьям для более глубокого понимания.

Линзы генератора линий: применение

Функция линзы генератора линий заключается в преобразовании параллельного пучка в более длинную линию света, заставляя его распространяться в форме веера. Этот тип линз имеет потенциальную ценность применения при обнаружении плоскостности продукта. Включив свет и отсканировав продукт, любые поднятые или утопленные части будут блокировать свет, тем самым выявляя плоскостность продукта.

Линзы коллимации линейного света: применение

Линза коллимации линейного света предназначена для точной коллимации параллельного пучка в линейный параллельный свет. Этот процесс включает в себя использование цилиндрической вогнутой линзы для расхождения параллельного света, а затем цилиндрической выпуклой линзы, фокус которой совпадает с виртуальным фокусом вогнутой линзы, тем самым коллимируя пучок. Кроме того, этот тип линзы коллимации линейного света также может использоваться для обнаружения плоскостности поверхности, хотя его конкретное применение может варьироваться в зависимости от ситуации.

Клиновидные пластины: применение

Клиновидная пластина - это линза с углом между ее передней и задней поверхностями, то есть они не параллельны. Когда лазер проходит через такую линзу, пучок отклоняется под определенным углом. Эта характеристика используется в осциллирующих сварочных головках. Когда клиновидная пластина вращается, отклоненный лазерный пучок также вращается, описывая круговую траекторию, тем самым образуя кольцевое пятно. Комбинируя две клиновидные пластины, можно регулировать диаметр этого кольца. Размер диаметра зависит от относительных углов отклонения двух пластин.