什么是熱透鏡效應(yīng)？當(dāng)光學(xué)鏡片受激光束連續(xù)照射較長(zhǎng)時(shí)間后，由于溫度升高產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而引起透過型光學(xué)元件的折射率和反射型光學(xué)元件的反射方向發(fā)生變化，導(dǎo)致焦點(diǎn)偏移，出現(xiàn)激光加工不穩(wěn)定的情況。

熱透鏡效應(yīng)在激光應(yīng)用中的影響

在激光應(yīng)用中，熱透鏡效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致焦距和焦深變短，焦點(diǎn)位置偏移以及聚焦光斑發(fā)生變化，從而直接影響到打標(biāo)的效果特別是金屬深雕、精密焊接、不銹鋼打彩和劃線等應(yīng)用。

隨著加工功率越高，會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)鏡受熱膨脹越迅速，熱透效應(yīng)也越明顯。從而會(huì)影響到切割以及連續(xù)焊接的效果，出現(xiàn)底部熔渣增多，切割不斷等問題。

熱透鏡效應(yīng)的解決方案

由于光學(xué)元件質(zhì)量差、臟污、損壞等原因都是造成的熱透鏡更加明顯的因素。而在實(shí)際的激光應(yīng)用中，除了使用前對(duì)光學(xué)器件，零部件進(jìn)行檢查清潔外，不同材料與質(zhì)量的場(chǎng)鏡能有效的降低熱透鏡效應(yīng)，下面將會(huì)通過幾組對(duì)比測(cè)試分析三款國(guó)產(chǎn)品牌的F160場(chǎng)鏡在熱透鏡效應(yīng)和像差上的差異。

基于熱透鏡效應(yīng)的場(chǎng)鏡對(duì)比測(cè)試

測(cè)試方法

我們主要測(cè)試了以上三款場(chǎng)鏡在單一應(yīng)用環(huán)境下的對(duì)比，如下圖：

①滿功率在傾斜不銹鋼板上，從左往右標(biāo)刻長(zhǎng)條矩形

②測(cè)量出平行于不銹鋼表面方向的高度變化量F

③計(jì)算焦距變化L=（h2/h1）F

測(cè)試結(jié)果

三款場(chǎng)鏡在相同的條件下，焦點(diǎn)上移的距離是不同的，使用玻璃振鏡的上移距離最長(zhǎng)，但兩款石英材質(zhì)的場(chǎng)鏡上移距離短。

在實(shí)際激光應(yīng)用過程中，除了更換更好石英材質(zhì)場(chǎng)鏡外，在不同的使用環(huán)境中，也應(yīng)檢查各光學(xué)元件（如：輸出頭鏡片、準(zhǔn)直器、合束鏡片等）的臟污，損壞情況，進(jìn)行及時(shí)的清潔與更換。