เลนส์คอลลิเมตติ้งมีไว้สำหรับแหล่งกำเนิดแสงแบบจุด และที่เรียกว่าแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดซึ่งเราเห็นบ่อยกว่าในชีวิตคือ: หัวไม้ขีดไฟ ไฟฉายแบบเก่า และเลเซอร์ที่ออกมาจากเส้นใยนำแสงพลังงาน
สำหรับอุตสาหกรรมเลเซอร์อุตสาหกรรมของเรา เมื่อเราพูดถึงกระจกคอลลิเมต โดยพื้นฐานแล้วเรากำลังพูดถึงแสงเลเซอร์ที่ออกมาจากเส้นใยส่งผ่านพลังงาน แสงที่ออกมาจากเส้นใยพลังงานคือแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดที่มีมุมแตกต่าง (θ) โดยทั่วไปสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์นี้ได้
หากเราวางแหล่งกำเนิดแสงจุดนี้ไว้ที่โฟกัสของเลนส์คอลลิเมติ้งใยแก้วนำแสง เราจะรู้ว่า: แสงที่ปล่อยออกมาจากโฟกัสของกระจกปรับโฟกัส (เลนส์ปรับโฟกัสจะใช้กระจกปรับโฟกัสในทิศทางตรงกันข้าม) หลังจากผ่านเลนส์ปรับโฟกัส กลายเป็นแสงคู่ขนาน
หลายคนถามฉันว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่ออกมาหลังจากผ่านเลนส์คอลลิเมตติ้งเป็นเท่าใด วันนี้ผมจะมาให้คำตอบแก่คุณ ซึ่งก็คือ 2F*tag (1/2*θ) หากมุมที่แตกต่างคือ 10 องศาและ F=150 มม. ดังนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่ออกมาจากคอลลิเมเตอร์คือ =2*150*tag(5 องศา )=26.2466 มม.
สูตรนี้มีความสำคัญในการอ้างอิงในการเลือกกัลวาโนมิเตอร์สำหรับเครื่องเชื่อมที่ใช้การส่งผ่านใยแก้วนำแสง ที่จะพูดถึงเรื่องนี้ต่อไปคือสิ่งที่ผู้คนในอุตสาหกรรมเครื่องตัดไฟเบอร์ต้องการทราบ
หลังจากผ่านเลนส์ปรับแสงไฟเบอร์แล้ว เลเซอร์จะเข้าสู่เลนส์โฟกัสของเครื่องตัดไฟเบอร์ ตามทฤษฎีแล้ว ความยาวโฟกัสของเลนส์คอลลิเมตติ้ง ÷ ความยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัส=อัตราส่วนของความหนาแน่นของพลังงานหลังจากโฟกัสไปที่ความหนาแน่นก่อนหน้า
ตัวอย่างเช่น: ทางยาวโฟกัสของเลนส์ปรับโฟกัสคือ 75 มม. ทางยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัสคือ 150 มม., 75۞150=1/2 กล่าวคือ พื้นที่ของจุดแสงที่โฟกัสหลังจากผ่านการโฟกัส เลนส์มีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของพื้นที่แหล่งกำเนิดแสงแบบจุดที่เพิ่งออกมาจากไฟเบอร์พลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานคือ 1/2 ของค่าเดิม
มีคนถามว่าทำไมต้องลดความหนาแน่นของพลังงาน?
มันไม่ดีกว่าหรือที่จะมีสมาธิกับความหนาแน่นของพลังงาน? มีสาเหตุหลายประการที่นี่:
อันดับแรก:หากทางยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัสสั้นลง ความลึกโฟกัสของเลนส์โฟกัสจะตื้นขึ้น ความลึกโฟกัสที่ตื้นจะทำให้ไม่สามารถตัดลึกได้ง่าย
ที่สอง:ยิ่งทางยาวโฟกัสสั้น จุดโฟกัสก็จะยิ่งเล็กลง และรอยต่อในการตัดก็จะยิ่งเล็กลง ตะเข็บเล็กๆไม่เอื้อต่อการหลุดของตะกรันที่ตัดทำให้ไม่สามารถตัดทะลุได้
ดังนั้น โดยทั่วไปเราพยายามใช้ทางยาวโฟกัสระหว่าง 120-150 มม. เป็นเลนส์โฟกัสของเครื่องตัดไฟเบอร์
นอกจากนี้ เหตุใดเราจึงไม่ใช้เลนส์คอลลิเมตติ้งทางยาวโฟกัสยาว มีสองเหตุผลที่เกี่ยวข้อง:
อันดับแรก:การใช้ไฟเบอร์คอลลิเมเตอร์ที่มีความยาวโฟกัสยาวต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งจะทำให้การออกแบบทางกลไกยุ่งยากมากขึ้น
ที่สอง:การใช้เลนส์ปรับแสงไฟเบอร์ที่มีความยาวโฟกัสยาวจะทำให้มีความไวต่อจุดโฟกัสของเครื่องตัดไฟเบอร์มากเมื่อทำการโฟกัส เมื่อมันเบี่ยงเบนไปจากโฟกัสของเลนส์โฟกัสเล็กน้อย จะเกิดปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถตัดผ่านได้
นี่คือสาเหตุที่เครื่องตัดไฟเบอร์ออปติกทั่วไปของเรามุ่งเน้นไปที่ระหว่าง 60-100 มม. ถ้าอย่างนั้นเรามาพูดถึงตัวขยายลำแสงกันดีกว่า ตัวขยายลำแสงยังมีฟังก์ชันการปรับแนวให้ตรงกัน แต่ตัวขยายลำแสงมีไว้สำหรับลำแสง (ลำแสงที่มีมุมแตกต่างที่แน่นอน)
แสงจากเลเซอร์หลายชนิดในตลาดของเราคือลำแสง เช่น หลอดแก้ว CO2, หลอดความถี่วิทยุ CO2, เลเซอร์ YAG ที่สูบด้วยหลอดไฟ, เลเซอร์จากไฟเบอร์เลเซอร์ที่มี QBH, เลเซอร์ปลายปั๊ม 355nm 532nm 1064nm ฯลฯ
แสงจากเลเซอร์เหล่านี้เป็นลำแสงทั้งหมด และไม่ใช่แสงคู่ขนานอย่างเคร่งครัด (เมื่อคุณภาพลำแสง M2 ของเลเซอร์เป็น 1 แสงของเลเซอร์นี้จะไม่มีมุมที่แตกต่าง แต่นี่เป็นเพียงสถานะในอุดมคติเท่านั้น ไม่มีในชีวิตจริง โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์เลเซอร์ M2 ในตลาดสามารถเข้าถึง 1.2 ซึ่งดีมากอยู่แล้ว)
ต่อไปเราจะพูดถึงสาเหตุที่ตัวขยายลำแสงสามารถมีบทบาทในการปรับแนวได้ ใครๆ ก็รู้ดีว่าตัวขยายลำแสงสามารถขยายลำแสงได้ ในแง่วิชาชีพ มันคือการขยายรัศมีเอวของลำแสง และรัศมีเอวของลำแสงและมุมที่แตกต่างของเลเซอร์คือ ผลิตภัณฑ์เป็นค่าคงที่ เมื่อรัศมีเอวของลำแสงเพิ่มขึ้น (เช่น ลำแสงขยายออก) มุมที่แตกต่างจะลดลง (เพื่อให้ได้ผลของการปรับเทียบกัน)
มีข้อสรุปว่าหลังจากผ่านเครื่องขยายลำแสง N-fold มุมที่แตกต่างของลำแสงเลเซอร์จะลดลงเหลือ N-fold จากต้นฉบับ ตัวอย่างเช่น หลังจากผ่านเครื่องขยายลำแสง 4x มุมที่แตกต่างจะลดลงเหลือ 1/4 ของมุมดั้งเดิม นี่คือเหตุผลที่เราพยายามใช้เครื่องขยายลำแสงที่มีกำลังขยายมากขึ้น (โดยที่ขนาดของลำแสงหลังจากผ่านเครื่องขยายลำแสงจะต้องไม่เกินขนาดจุดของกัลวาโนมิเตอร์)
ตัวขยายลำแสงประกอบด้วย: ตัวขยายลำแสง CO2, ตัวขยายลำแสง 532 นาโนเมตร, ตัวขยายลำแสง 355 นาโนเมตร, ตัวขยายลำแสง 1064 นาโนเมตร, ตัวขยายลำแสง 650 นาโนเมตร, หลายรายการคือ: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 และอื่นๆ
เลนส์ปรับแนวประกอบด้วย: เลนส์ปรับแนวสำหรับเครื่องเชื่อมไฟเบอร์ (ทางยาวโฟกัส 100 120 150 180 มม.); เลนส์ collimating สำหรับเครื่องตัดไฟเบอร์: เลนส์ collimating เส้นผ่านศูนย์กลาง 30f100 (รวมสองชิ้น), เลนส์ collimating เส้นผ่านศูนย์กลาง 28f60 (รวมสองชิ้น), เลนส์ collimating เส้นผ่านศูนย์กลาง 25.4F75 (รวมสองชิ้น) และอื่นๆ
