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激光組件與材料

光纖激光設(shè)備應(yīng)用中產(chǎn)生的熱透鏡效應(yīng)解決方案

星之球激光 來源:光電論壇2015-06-18 我要評論(0 )   

  光學(xué)元件受激光束連續(xù)照射較長時(shí)間后,由于溫度升高產(chǎn)生熱變形,從而引起透過型光學(xué)元件的折射率和反射型光學(xué)元件的反射方向

   光學(xué)元件受激光束連續(xù)照射較長時(shí)間后,由于溫度升高產(chǎn)生熱變形,從而引起透過型光學(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。熱透鏡效應(yīng)的產(chǎn)生會對激光的模式和聚焦后的焦點(diǎn)位置產(chǎn)生影響。
  對于光纖激光打標(biāo)設(shè)備,激光器的隔離器頭輸出的激光會經(jīng)過振鏡的偏轉(zhuǎn)和場鏡的聚焦后在焦點(diǎn)位置對材料進(jìn)行打標(biāo)。因此,熱透鏡效應(yīng)主要在振鏡和場鏡上產(chǎn)生。
  1、振鏡熱透鏡效應(yīng)的影響振鏡主要由驅(qū)動(dòng)板、伺服電機(jī)和X-Y光學(xué)反射鏡片組成。當(dāng)反射鏡片的反射率低、介質(zhì)中有雜質(zhì)、表面污染時(shí),鏡片受激光束照射會產(chǎn)生熱變形,平面反射鏡會變成凸面反射鏡,激光束經(jīng)過這兩個(gè)反射鏡片后,輸出光斑變大,最后經(jīng)過場鏡后聚焦光斑變小,焦深變短。
  2、場鏡熱透鏡效應(yīng)的影響
  場鏡在光纖激光打標(biāo)設(shè)備中對輸出光斑起到聚焦的作用,其特點(diǎn)是所有的焦點(diǎn)在一個(gè)水平面上。場鏡主要有凹凸透鏡組成,當(dāng)透鏡組的透射率低、介質(zhì)中有雜質(zhì)、表面污染時(shí),鏡片受激光束照射會產(chǎn)生熱變形,透鏡的聚焦能力變強(qiáng),聚焦后的光斑變小、焦距和焦深變短。焦點(diǎn)不在一個(gè)水平面上,中心和邊緣打標(biāo)效果不一致。
  例如,氧化鋁打黑,當(dāng)場鏡質(zhì)量不好發(fā)生熱透鏡效應(yīng)時(shí),焦距變短,原來參數(shù)下打標(biāo),能量不夠,打標(biāo)不黑,中心和邊緣效果不一致,需要重新調(diào)整焦點(diǎn)。
  熱透鏡效應(yīng)的產(chǎn)生會對光纖激光打標(biāo)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,特別是對于敏感材料的標(biāo)記尤為明顯。為了減小熱透鏡效應(yīng)影響,可以采取如下措施:
  1、選用質(zhì)量好的振鏡和場鏡;
  2、對振鏡和場鏡做日常的維護(hù),防止鏡片的雜質(zhì)污染;
  3、對損傷的振鏡和場鏡進(jìn)行更換;
  4、對打標(biāo)圖形置中,盡量使激光處于場鏡正下方打標(biāo);

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光纖激光熱透鏡效應(yīng)
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