緊湊型電動激光擴(kuò)束鏡是能夠改變激光光束直徑和發(fā)散角的透鏡組件。
緊湊型電動激光擴(kuò)束鏡被用于遠(yuǎn)距離照明或投影以及聚焦系統(tǒng)。主要有兩個用途:其一是擴(kuò)展激光束的直徑;其二是減小激光束的發(fā)散角。
激光擴(kuò)束鏡和未經(jīng)擴(kuò)束的光束相比,擴(kuò)束后的光束可被聚焦得更小。激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡的倍率即光束直徑的放大倍率。從激光器輸出的激光束的光斑尺寸和發(fā)散角乘積是光學(xué)不變量,近似為一定值。當(dāng)束腰半徑擴(kuò)大x倍時,其發(fā)散角相應(yīng)壓縮為原來的1/x,壓縮發(fā)散角實(shí)際就是激光的準(zhǔn)直。壓縮發(fā)散角并不能改善光束質(zhì)量,光束質(zhì)量是束腰半徑和發(fā)散角的乘積;壓縮發(fā)散角的同時將伴隨束腰半徑的增加,則光斑尺寸增大。激光標(biāo)記機(jī)中常和平場聚焦透鏡配合起來使用。
激光擴(kuò)束鏡系統(tǒng)由2片透鏡組成,其中一片是靠近入射端的凹透鏡(也稱為輸入負(fù)透鏡);另一片是靠近出射端的凸透鏡(也稱為輸出正透鏡);入射端的凹透鏡將一個具有虛交點(diǎn)的激光束投射到出射端的凸透鏡上,由此兩面透鏡構(gòu)成了虛擬的共用焦點(diǎn)結(jié)構(gòu)(即凹透鏡的虛焦點(diǎn)與凸透鏡的虛焦點(diǎn)重合為一點(diǎn))。
激光擴(kuò)束鏡原理圖
式中W(h)----入射激光束在入射鏡上的光束半徑
f1----入射端凹透鏡的焦距
f2----出射褍凸透鏡的焦距
λ----入射激光光束的波長,是一個常量
W0----入射激光束的束腰
入射激光束投射到輸入端的凹透鏡上,激光束聚焦在虛焦點(diǎn)上,產(chǎn)生的一個新的光束束腰W0和新的擴(kuò)散角θ。
激光擴(kuò)束鏡是能夠改變激光光束直徑和發(fā)散角的透鏡組件。
激光擴(kuò)束鏡的原理
激光擴(kuò)束鏡的原理與望遠(yuǎn)鏡的原理類似,同屬于無焦系統(tǒng)。
激光擴(kuò)束鏡的組成
激光擴(kuò)束鏡系統(tǒng)由2片透鏡組成,其中一片是靠近入射端的凹透鏡 (也稱為輸入負(fù)透鏡);另一片是靠近出射端的凸透鏡(也稱為輸出正透鏡);入射端的凹透鏡將一個具有虛焦點(diǎn)的激光束投射到出射端的凸透鏡上, 由此兩面透鏡構(gòu)成了虛擬的共用焦點(diǎn)結(jié)構(gòu)(即凹透鏡的虛焦點(diǎn)與凸透鏡的虛焦點(diǎn)重合為一點(diǎn))平行光入射光學(xué)系統(tǒng),并平行光出射。
式中W(h)----入射激光束在入射鏡上的光束半徑
f1----入射端凹透鏡的焦距
f2----出射褍凸透鏡的焦距
λ----入射激光光束的波長,是一個常量
W0----入射激光束的束腰
入射激光束投射到輸入端的凹透鏡上,激光束聚焦在虛焦點(diǎn)上,產(chǎn)生的一個新的光束束腰W0和新的擴(kuò)散角θ。
激光擴(kuò)束鏡的分類
激光擴(kuò)束鏡可分為開普勒式和伽利略式兩種。
開普勒式由兩片正透鏡組成,兩個透鏡的焦點(diǎn)重合,兩個透鏡的間隔約等于兩個透鏡的焦距之和。當(dāng)準(zhǔn)直光入射后將兩透鏡之間形成一個能量匯聚焦點(diǎn),在這個焦點(diǎn)上設(shè)置小孔光闌,可以實(shí)現(xiàn)空間濾波,提高激光的品質(zhì),但在高功率應(yīng)用中,可能會產(chǎn)生自聚焦以及空氣電離的風(fēng)險。
伽利略式結(jié)構(gòu)由一個正透鏡一個負(fù)透鏡組成,兩透鏡間距為兩焦距之差。相較于開普勒式,兩個透鏡的光焦度更小,結(jié)構(gòu)更加緊湊,價格也更便宜。另外,由于正負(fù)透鏡的球差效應(yīng)相反,伽利略式可以減少一部分球差,更適用于大口徑以及非旋轉(zhuǎn)對稱光束。伽利略結(jié)構(gòu)內(nèi)部沒有聚焦點(diǎn)使其更適用于高功率激光應(yīng)用。
它主要有兩個用途:其一是擴(kuò)展激光束的直徑;其二是減小激光束的發(fā)散角。從激光器發(fā)出的激光束具有一定的發(fā)散角,對于激光加工來說,只有通過擴(kuò)束鏡的調(diào)節(jié)使激光光束變?yōu)闇?zhǔn)直(平行)光束,才能利用聚焦鏡獲得細(xì)小的高功率密度光斑;在激光測距中,必須通過擴(kuò)束鏡限度地改善激光的準(zhǔn)直度才能得到理想的遠(yuǎn)距離測量效果;通過擴(kuò)束鏡能改變光束直徑以便用于不同的光學(xué)儀器設(shè)備;擴(kuò)束鏡配合空間濾光片使用則可以使非對稱光束分布變?yōu)閷ΨQ分布,并使光能量分布更加均勻。
激光擴(kuò)束鏡的應(yīng)用
在應(yīng)用方面,不同類型的激光擴(kuò)束鏡在實(shí)際應(yīng)用中具有不同的功能和效果,
CO2激光擴(kuò)束鏡可用于改變激光光束直徑和發(fā)散角,適用于激光切割、焊接、打孔、打標(biāo)等激光加工設(shè)備中。
Nd:YAG激光擴(kuò)束鏡則用于對Nd:YAG激光光束進(jìn)行擴(kuò)束,適用于激光切割、焊接、打孔、打標(biāo)等激光加工設(shè)備,也可用于激光醫(yī)療、激光測距等領(lǐng)域。
激光擴(kuò)束鏡還可以用于改善激光束的質(zhì)量,例如減小激光束的發(fā)散角、提高激光束的亮度和均勻性等。
隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展,激光擴(kuò)束鏡的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大,例如在激光通信、激光雷達(dá)、激光顯示、輸電線路遠(yuǎn)距離激光清障裝置等領(lǐng)域中,激光擴(kuò)束鏡都有著廣泛的應(yīng)用前景。
在未來發(fā)展方面,隨著科技的飛速發(fā)展,激光擴(kuò)束鏡也將不斷創(chuàng)新和完善。例如,通過采用新材料和新工藝,可以提高激光擴(kuò)束鏡的性能和質(zhì)量,使其更加適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。同時,隨著人工智能和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,激光擴(kuò)束鏡也將朝著智能化和自動化方向發(fā)展,例如實(shí)現(xiàn)自動對焦、自動調(diào)節(jié)倍數(shù)等功能。
產(chǎn)品說明
產(chǎn)品特點(diǎn):
· 具有集成控制器的一體化設(shè)計
· 兩個鏡頭同時移動,確保不誤焦
· 調(diào)整時間<1s(所有倍率)
· 熔融石英光學(xué)元件
產(chǎn)品參數(shù):
放大倍數(shù)范圍 | MEX18 - 1,0x - 8,0x, MEX13 - 1,0x - 3,0x |
輸入孔徑 | ?11,5 mm |
輸出孔徑 | MEX13 - ?23 毫米,MEX18 - ?38 毫米,MEX18-ACH - ?23 毫米 |
光學(xué)元件數(shù)量 | 3(MEX18, MEX13), 4 (MEX18-ACH) |
LIDT涂層 | >10 [J/cm2] (10 ns @ 1064 nm) |
可用涂層 | 1064 nm, 1030 nm, 532 nm, 515nm, 355 nm, 343 nm, custom |
MEX13機(jī)械尺寸 | 140 x 45 x 45 mm |
MEX18機(jī)械尺寸 | 237 x 45 x 45 mm |
MEX18-ACH 機(jī)械尺寸 | 226 x 45 x 45 mm |
軟件界面 | BDS software |
輸入電壓 | DC 12 V |
控制接口 | USB, RS232, Ethernet (using an additional adapter) |
工作溫度,攝氏度 | 10 to 40 |
安裝孔 | M4,位于底部 |