bedrijfsnieuws over Optische lenzen: een diepgaande blik op typen en functies

Optische lenzen: een diepgaande blik op typen en functies

De naam "lens" onthult al zijn lichtdoorlatende aard. Lenzen zijn meestal gemaakt van transparante materialen. Hoewel deze materialen ondoorzichtig kunnen zijn voor zichtbaar licht, laten ze wel licht van specifieke golflengtes door. Daarom kan een lens worden beschouwd als een lichtdoorlatend apparaat voor specifieke golflengtes. De veelvoorkomende CO2-veldlens is bijvoorbeeld gemaakt van galliumarsenide (GaAs), dat ondoorzichtig is voor het menselijk oog, maar fungeert als een lens voor CO2-laserlicht.

Vervolgens zullen we dieper ingaan op de diverse typen en functies van lenzen. De kernfunctie van een lens ligt in de breking van licht, waardoor parallel licht kan worden gefocust en puntlichtbronnen kunnen worden gecollimeerd. Lenzen zijn er in verschillende vormen, veelal bolle en holle lenzen. Bolle lenzen worden gekenmerkt door dikker te zijn in het midden en dunner aan de randen, en worden onderverdeeld in concave-convex, plano-convex en dubbel-convex typen. Holle lenzen zijn het tegenovergestelde, dunner in het midden en dikker aan de randen, inclusief dubbel-hol, plano-hol en convexo-hol typen. Het is belangrijk op te merken dat de classificatie van convexo-holle lenzen kan veranderen afhankelijk van de mate van hun kromming.

In de laserindustrie komen we vaak verschillende soorten lenzen tegen, zoals focuslenzen, collimatielenzen en straalverspreiders.

Focuslenzen

Een focuslens is een lens die een parallelle straal focust in een puntlichtbron en wordt veel gebruikt. Daarnaast zijn er speciale focuslenzen, zoals asferische of achromatische lenzen, om aan specifieke toepassingsbehoeften te voldoen.

• 1. Asferische focuslenzen: Dit zijn lenzen die worden gebruikt om sferische aberratie te elimineren, inclusief gecombineerde asferische focuslenzen en enkele asferische lenzen. Sferische aberratie verwijst naar de ongelijke focussering van licht als gevolg van de sferische vorm van een lens; dat wil zeggen, lichtstralen dicht bij het midden van de lens focussen op een ander punt dan stralen aan de randen. Dit voorkomt dat de hele straal zich op één punt concentreert, maar deze in plaats daarvan over een langere afstand verspreidt, wat de snijkwaliteit beïnvloedt. Om dit probleem op te lossen, kan men focuslenzen gebruiken die zijn samengesteld uit twee of drie lenselementen die zijn gecombineerd om sferische aberratie te corrigeren, of enkele asferische lenzen gebruiken. Hiervan is de enkele asferische lens de beste keuze, maar is duurder. Dergelijke gecombineerde asferische lenzen en enkele asferische lenzen waren gebruikelijk in het tijdperk van YAG-snijders, maar hun gebruik is geleidelijk afgenomen met de populariteit van fiberlasers.

• 
  

• 2. Enkelelement focuslenzen: Deze term wordt gebruikt in relatie tot gecombineerde asferische focuslenzen. Een enkelelementlens bestaat uit één lensstuk en heeft een eenvoudige structuur. Omdat het echter slechts een deel van de sferische aberratie kan corrigeren, komt de effectiviteit ervan mogelijk niet overeen met die van meer-elementen gecombineerde focuslenzen. Tegen de achtergrond van de toenemende adoptie van fiberlasers is het gebruik van enkelelement focuslenzen geleidelijk afgenomen, maar ze behouden nog steeds een zekere marktvraag.

• 
  

• 3. Sferische aberratie kenmerken van enkelelement lenzen & Vergelijking met gecombineerde Asferische lenzen: Enkelelement focuslenzen, voornamelijk samengesteld uit één lensstuk, hebben een eenvoudige structuur, maar kunnen slechts een deel van de sferische aberratie corrigeren, waardoor hun prestaties mogelijk iets minder zijn dan die van meer-elementen gecombineerde focuslenzen. Ze behouden echter nog steeds een zekere marktvraag te midden van de trend van groeiende fiberlaseradoptie. Aan de andere kant bereiken gecombineerde asferische lenzen sferische aberratiecorrectie door op slimme wijze positieve en negatieve lenselementen te combineren. Specifiek, wanneer een positieve lens wordt gecombineerd met een negatieve lens, en de positieve sferische aberratiewaarde van de positieve lens precies de negatieve sferische aberratiewaarde van de negatieve lens compenseert, kan deze lenscombinatie sferische aberratie effectief elimineren. Dit is het unieke werkingsprincipe van gecombineerde asferische lenzen.

• 
  

• 4.Achromatische lenzen: Vanwege de verschillende brekingseffecten van lensmaterialen op licht van verschillende golflengtes, kan chromatische aberratie worden aangetroffen in praktische toepassingen. Bijvoorbeeld, tijdens de coaxiale visie-uitlijning in fiberlaser markeer- of lasmachines, als een standaardlens wordt gebruikt, kan het zijn dat wanneer het CCD-gezichtsveld helder is, het snij- of lasresultaat niet ideaal is, waardoor fijnafstelling van de focuspositie nodig is om een bevredigende verwerking te bereiken. Echter, terwijl de focus wordt aangepast voor het beste verwerkingsresultaat, wordt het gezichtsveld weer wazig. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door chromatische aberratie. Specifiek, bolle lenzen hebben een sterkere brekingsvermogen voor kortere golflengtes en een zwakkere voor langere golflengtes; holle (negatieve) lenzen zijn het tegenovergestelde, met een sterker divergerend vermogen voor kortere golflengtes en een zwakkere voor langere golflengtes. Op basis van dit begrip kunnen lenssystemen die zijn samengesteld uit bolle en holle lenzen worden ontworpen om de effecten van chromatische aberratie te elimineren. Opgemerkt moet worden dat, vanwege de relatief kleinere vraag naar achromatische lenzen, hun prijs meestal hoger is.

Collimatielenzen: principe en functie

Een collimatielens is, zoals de naam al aangeeft, een lens die een puntlichtbron transformeert in een parallelle straal. Het werkingsprincipe is precies het tegenovergestelde van een focuslens. Wanneer een puntlichtbron op één brandpuntsafstand van een focuslens wordt geplaatst, wordt een parallelle straal gevormd aan de andere kant van de lens. Dit conversieproces is de fundamentele functie van de collimatielens.

Fiber collimatielenzen: toepassing en aanpassing

Fiber collimatielenzen spelen een sleutelrol in toepassingen zoals fiber snijkoppen en fiber las koppen. Als bepaalde toepassingen de eliminatie van sferische of chromatische aberratie vereisen, dan kunnen gecombineerde straal collimatielenzen worden gebruikt om aan deze behoefte te voldoen.

Straalverspreiders

Verder zijn straalverspreiders veelvoorkomende optische componenten waarvan de functie is om de straal te vergroten. Hoewel zowel collimatielenzen als straalverspreiders parallelle stralen uitvoeren, verschillen hun werkingsprincipes en structuren. Een collimatielens neemt een puntbron als input en voert een parallelle straal uit, en de puntbron moet op één brandpuntsafstand van de lens worden geplaatst. Een straalverspreider daarentegen neemt een parallelle straal in en voert een parallelle straal uit, waarbij de parallelle straal alleen wordt vergroot, en de bronpositie heeft er weinig invloed op. Voor specifieke ontwerpen en toepassingen van straalverspreiders kunt u mijn andere artikelen raadplegen voor een dieper begrip.

Lijn genererende lenzen: toepassing

De functie van een lijn genererende lens is om een parallelle straal om te zetten in een langere lichtlijn, waardoor deze zich op een waaiervormige manier verspreidt. Dit type lens heeft potentiële toepassingswaarde bij het detecteren van de vlakheid van producten. Door het licht aan te zetten en het product te scannen, blokkeren eventuele verhoogde of verzonken delen het licht, waardoor de vlakheid van het product wordt onthuld.

Lichtlijn collimatielenzen: toepassing

De lichtlijn collimatielens is ontworpen om een parallelle straal nauwkeurig te collimeren in een lineair parallel licht. Dit proces omvat het gebruik van een cilindrische holle lens om het parallelle licht te divergeren, en vervolgens een cilindrische bolle lens waarvan het brandpunt samenvalt met het virtuele brandpunt van de holle lens, waardoor de straal wordt gecollimeerd. Bovendien kan dit type lichtlijn collimatielens ook worden gebruikt om de vlakheid van het oppervlak te detecteren, hoewel de specifieke toepassing kan variëren afhankelijk van de situatie.

Wigplaten: toepassing

Een wigplaat is een lens met een hoek tussen de voor- en achteroppervlakken, wat betekent dat ze niet parallel zijn. Wanneer een laser door zo'n lens gaat, wordt de straal onder een bepaalde hoek afgebogen. Deze eigenschap wordt gebruikt in oscillerende las koppen. Wanneer de wigplaat roteert, roteert de afgebogen laserstraal ook, waarbij een cirkelvormig patroon wordt getraceerd, waardoor een ringvormige spot ontstaat. Door twee wigplaten te combineren, kan de diameter van deze ring worden aangepast. De diametergrootte is afhankelijk van de relatieve afbuigingshoeken van de twee platen.