Kollimeerivad läätsed on mõeldud punktvalgusallikatele ja nn punktvalgusallikad, mida me elus sagedamini näeme, on: tikupead, vanaaegsed taskulambi pirnid ja energia optilistest kiududest väljuvad laserid.
Meie tööstusliku laseritööstuse puhul räägime kollimeerivatest peeglitest põhimõtteliselt laservalgusest, mis väljub energia ülekandekiust. Energiakiust väljuv valgus on punktvalgusallikas, millel on lahknemisnurk (θ). Seda parameetrit saab üldiselt kontrollida.
Kui asetame selle punktvalgusallika optilise kiu kollimeeriva läätse fookusesse, siis teame, et: teravustamispeegli fookusest kiirgav valgus (kollimeeriv lääts kasutab teravustamispeeglit tegelikult tagurpidi), pärast teravustamisläätse läbimist. , muutub See sai paralleelvalguseks.
Paljud inimesed küsivad minult, mis on selle kiire läbimõõt, mis väljub pärast teatud kollimeeriva läätse läbimist. Täna olen siin, et anda teile vastus, milleks on 2F*silt (1/2*θ). Kui lahknemisnurk on 10 kraadi ja F=150mm, siis Kollimaatorist väljuva kiire läbimõõt on =2*150*tag(5 kraadi )=26,2466 mm.
See valem on oluline kiudoptilist edastust kasutavate keevitusmasinate galvanomeetrite valimisel. Sellest rääkimine on see, mida kiulõikusmasinatööstuse inimesed tahavad teada.
Pärast kiudude kollimeeriva läätse läbimist siseneb laser kiudude lõikamismasina teravustamisläätsesse. Teooria kohaselt on kollimeeriva läätse fookuskaugus ÷ teravustamisläätse fookuskaugus=fookusjärgse energiatiheduse suhe eelmisesse tihedusse.
Näiteks: kollimeeriva läätse fookuskaugus on 75 mm, teravustamisobjektiivi fookuskaugus on 150 mm, 75÷150=1/2 ehk fookustatud valguspunkti pindala pärast teravustamise läbimist. lääts on kaks korda suurem kui äsja energiakiust väljunud punktvalgusallika pindala. , on energiatihedus 1/2 algsest.
Mõned inimesed küsivad, miks me peame energiatihedust vähendama?
Kas pole parem energiatihedust koondada? Siin on mitu põhjust:
Esiteks:Kui teravustamisobjektiivi fookuskaugus on lühem, on teravustamisobjektiivi fookussügavus väiksem. Madal fookussügavus põhjustab kergesti võimetuse sügavalt lõigata.
Teiseks:mida lühem on fookuskaugus, seda väiksem on fookuspunkt ja seda väiksem on lõikeõmblus. Väike õmblus ei soodusta lõigatud räbu kukkumist, mistõttu ei saa läbi lõigata.
Seetõttu püüame üldiselt kasutada kiudude lõikamismasina teravustamisläätsena fookuskaugust vahemikus 120-150 mm.
Lisaks, miks me ei kasuta pika fookuskaugusega kollimeerivaid läätsi? Sellel on kaks põhjust:
Esiteks:Pika fookuskaugusega kiudkollimaatori kasutamine eeldab suuremat läätse läbimõõtu, mis muudab mehaanilise konstruktsiooni tülikamaks;
Teiseks:Pika fookuskaugusega kiudu kollimeeriva läätse kasutamine muudab selle teravustamisel kiudude lõikamismasina fookuspunkti suhtes väga tundlikuks. Kui see teravustamisobjektiivi fookusest veidi kõrvale kaldub, ilmneb läbilõikamisvõimetus.
Seetõttu on meie üldiste kiudude lõikamismasinate fookus tavaliselt vahemikus 60-100 mm. Räägime siis tala laiendajatest. Kiirlaiendajatel on ka kollimatsioonifunktsioon, kuid kiirlaiendused on valguskiirte jaoks (teatud lahknemisnurgaga talad).
Paljude meie turul olevate laserite valgus on kiir, näiteks: CO2-klaastorud, CO2-raadiosagedustorud, lambipumbaga YAG-laserid, QBH-ga kiudlaserite laserid, otsapumbaga 355nm 532nm 1064nm laserid jne.
Nende laserite valgus on kõik kiired ja need ei ole rangelt paralleelsed valgused (kui laseri kiire kvaliteet M2 on 1, ei ole selle laseri valgusel lahknemisnurka, kuid see võib olla ainult ideaalne olek, reaalses elus ei eksisteeri. Üldiselt võib turul olevate laserite M2 koefitsient ulatuda 1,2-ni, mis on juba väga hea).
Järgmisena räägime sellest, miks tala laiendaja võib mängida kollimeerivat rolli. Kõik teavad, et tala laiendaja võib tala laiendada. Professionaalses mõttes tähendab see kiire talje raadiuse laiendamist ning laseri kiire vööraadius ja lahknemisnurk on Toode on fikseeritud väärtus. Kui tala vööraadius suureneb (st kiir laieneb), väheneb lahknemisnurk (kollimatsiooni efekti saavutamiseks).
On järeldus, et pärast N-kordse kiire laiendaja läbimist väheneb laserkiire lahknemisnurk ühe N-kordse originaali suhtes. Näiteks pärast 4x kiire laiendaja läbimist väheneb lahknemisnurk 1/4-ni originaalist. Seetõttu proovime kasutada suurema suurendusega kiirelaiendust (eeldusel, et kiire suurus pärast kiirelaiendi läbimist ei ületa galvanomeetri täpi suurust).
Kiirekaivend sisaldab: CO2-kiirendajat, 532nm kiirelaiendit, 355nm kiirelaiendit, 1064nm kiirelaiendit, 650nm kiirelaiendust, kordsed on: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 ja nii edasi.
Kollimatsioonilääts sisaldab: kiudkeevitusmasina kollimeerivat läätse (fookuskaugus 100 120 150 180mm); kiudude lõikamismasina kollimeerivad läätsed: läbimõõduga 30f100 kollimeerivad läätsed (kaheosaline kombinatsioon), läbimõõduga 28f60 kollimeerivad läätsed (kaheosaline kombinatsioon), läbimõõduga 25,4F75 kollimeerivad läätsed (kaheosaline kombinatsioon) ja nii edasi.
