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電子加工新聞

如何有效控制激光應(yīng)用的熱透鏡效應(yīng)

星之球科技 來源:杰普特2021-09-14 我要評論(0 )   

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...

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。


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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。


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隨著加工功率越高,會導(dǎo)致場鏡受熱膨脹越迅速,熱透效應(yīng)也越明顯。從而會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)量的場鏡能有效的降低熱透鏡效應(yīng),下面將會通過幾組對比測試分析三款國產(chǎn)品牌的F160場鏡在熱透鏡效應(yīng)和像差上的差異。


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基于熱透鏡效應(yīng)的場鏡對比測試

測試方法

我們主要測試了以上三款場鏡在單一應(yīng)用環(huán)境下的對比,如下圖:

①滿功率在傾斜不銹鋼板上,從左往右標(biāo)刻長條矩形

②測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


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測試結(jié)果

三款場鏡在相同的條件下,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,但兩款石英材質(zhì)的場鏡上移距離短。


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在實(shí)際激光應(yīng)用過程中,除了更換更好石英材質(zhì)場鏡外,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。


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