لنزهای کولیمینگ برای منابع نور نقطه ای هستند و به اصطلاح منابع نور نقطه ای که بیشتر در زندگی می بینیم عبارتند از: سر کبریت، لامپ های چراغ قوه قدیمی و لیزرهایی که از فیبرهای نوری انرژی بیرون می آیند.
برای صنعت لیزر صنعتی ما، وقتی در مورد آینه های موازی صحبت می کنیم، اساساً در مورد نور لیزری صحبت می کنیم که از فیبر انتقال انرژی خارج می شود. نوری که از فیبر انرژی خارج می شود منبع نور نقطه ای با زاویه واگرایی (θ) است. این پارامتر به طور کلی قابل بررسی است.
اگر این منبع نور نقطه ای را در کانون عدسی فیبر نوری قرار دهیم، می دانیم که: نور ساطع شده از کانون آینه فوکوس کننده (عدسی موازی کننده در واقع از آینه فوکوس به صورت معکوس استفاده می کند)، پس از عبور از عدسی فوکوس. ، تبدیل به نور موازی شد.
بسیاری از مردم از من می پرسند قطر پرتویی که پس از عبور از یک عدسی کولیمینگ خاص خارج می شود چقدر است. امروز من اینجا هستم تا پاسخ شما را بدهم که 2F*tag (1/2*θ) است. اگر زاویه واگرایی 10 درجه و F{4}} میلی متر باشد، قطر پرتوی که از کولیماتور خارج می شود، =2*150*tag(5 درجه)=26.2466 میلی متر است.
این فرمول برای انتخاب گالوانومتر برای دستگاههای جوشکاری که از انتقال فیبر نوری استفاده میکنند، اهمیت مرجع دارد. ادامه صحبت در مورد آن چیزی است که مردم در صنعت ماشین های برش الیاف می خواهند بدانند.
لیزر پس از عبور از لنز تقلیل دهنده فیبر وارد لنز فوکوس دستگاه برش فیبر می شود. بر اساس تئوری، فاصله کانونی عدسی همساز ÷ فاصله کانونی عدسی فوکوس=نسبت چگالی انرژی پس از فوکوس به چگالی قبلی است.
به عنوان مثال: فاصله کانونی عدسی تنظیم کننده 75 میلی متر، فاصله کانونی عدسی فوکوس 150 میلی متر، 75÷150=1/2 است، یعنی مساحت نقطه نوری متمرکز پس از عبور از فوکوس. عدسی دو برابر مساحت منبع نور نقطه ای است که به تازگی از فیبر انرژی خارج شده است. ، چگالی انرژی 1/2 اصلی است.
برخی از مردم می پرسند، چرا باید چگالی انرژی را کاهش دهیم؟
آیا بهتر نیست چگالی انرژی را متمرکز کنیم؟ در اینجا چند دلیل وجود دارد:
اولین:اگر فاصله کانونی لنز فوکوس کوتاهتر باشد، عمق کانونی لنز فوکوس کمتر خواهد بود. عمق کانونی کم به راحتی منجر به ناتوانی در برش عمیق می شود.
دومین:هرچه فاصله کانونی کمتر باشد، نقطه فوکوس کوچکتر و درز برش کوچکتر است. درز کوچک برای ریزش سرباره بریده شده مساعد نیست و در نتیجه قادر به بریدن نیست.
بنابراین، ما معمولاً سعی می کنیم از فاصله کانونی بین 120-150 میلی متر به عنوان لنز فوکوس دستگاه برش فیبر استفاده کنیم.
علاوه بر این، چرا از لنزهای با فاصله کانونی طولانی استفاده نمی کنیم؟ دو دلیل دخیل است:
اولین:استفاده از یک کولیماتور فیبر با فاصله کانونی زیاد به قطر لنز بیشتر نیاز دارد که طراحی مکانیکی را مشکلتر میکند.
دومین:استفاده از یک لنز تنظیم کننده فیبر با فاصله کانونی زیاد باعث می شود که هنگام فوکوس نسبت به نقطه فوکوس دستگاه برش فیبر بسیار حساس باشد. هنگامی که کمی از فوکوس لنز فوکوس منحرف شود، پدیده ناتوانی در برش رخ می دهد.
به همین دلیل است که تمرکز دستگاههای برش فیبر نوری ما معمولاً بین 60-100 میلیمتر است. سپس اجازه دهید در مورد گسترش دهنده های پرتو صحبت کنیم. انبساط دهنده های پرتو نیز عملکرد همسویی دارند، اما گسترش دهنده های پرتو برای پرتوهای نور (پرتوهایی با زاویه واگرایی مشخص) هستند.
نور بسیاری از لیزرهای موجود در بازار ما پرتو است، مانند: لولههای شیشهای CO2، لولههای فرکانس رادیویی CO2، لیزرهای YAG پمپشده با لامپ، لیزرهای لیزرهای فیبر با QBH، لیزرهای 355 نانومتری 532 نانومتری 1064 نانومتری و غیره.
نور این لیزرها تماماً پرتو هستند و کاملاً موازی نیستند (زمانی که کیفیت پرتو M2 یک لیزر 1 باشد، نور این لیزر زاویه واگرایی ندارد، اما این فقط می تواند یک حالت ایده آل باشد، در It در زندگی واقعی وجود ندارد. به طور کلی، ضریب M2 لیزرهای موجود در بازار می تواند به 1.2 برسد که در حال حاضر بسیار خوب است).
در ادامه در مورد اینکه چرا بسط دهنده پرتو می تواند نقش همسویی را ایفا کند صحبت خواهیم کرد. همه می دانند که گسترش دهنده پرتو می تواند پرتو را گسترش دهد. در اصطلاح حرفه ای، افزایش شعاع کمر پرتو است و شعاع کمر پرتو و زاویه واگرایی لیزر محصول یک مقدار ثابت است. همانطور که شعاع کمر پرتو افزایش می یابد (یعنی پرتو منبسط می شود)، زاویه واگرایی کاهش می یابد (برای رسیدن به اثر کولیماسیون).
نتیجه گیری وجود دارد که پس از عبور از یک گسترش دهنده پرتو N برابر، زاویه واگرایی پرتو لیزر به یک برابر N برابر اصلی کاهش می یابد. به عنوان مثال، پس از عبور از یک بسط دهنده پرتو 4 برابر، زاویه واگرایی به 1/4 از اصلی کاهش می یابد. به همین دلیل سعی می کنیم از یک بسط دهنده پرتو با بزرگنمایی بیشتر استفاده کنیم (به شرطی که اندازه پرتو پس از عبور از منبسط کننده پرتو از اندازه نقطه ای گالوانومتر بیشتر نشود).
بسط دهنده پرتو شامل: بسط دهنده پرتو CO2، بسط دهنده پرتو 532 نانومتر، بسط دهنده پرتو 355 نانومتر، منبسط کننده پرتو 1064 نانومتر، بسط دهنده پرتو 650 نانومتر، مضرب ها عبارتند از: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 و غیره.
عدسی کولیمینگ شامل موارد زیر است: لنز کولیمینگ برای دستگاه جوش فیبر (فاصله کانونی 100 120 150 180 میلی متر)؛ لنز کولیمینگ برای دستگاه برش فیبر: لنز کولیمینگ قطر 30f100 (ترکیب دو تکه)، لنز کولیمینگ قطر 28f60 (ترکیب دو تکه)، لنز کولیمینگ قطر 25.4F75 (ترکیب دو تکه) و غیره.
