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光斑大小
      [2009-11-9]
光斑大小
在進行激光切割時,需要將一束激光聚焦在一塊盡可能小的光斑上。如果需使功率密度最大以進行精密切割,這是完全必需的。光斑大小受多種因素的影響。其中最重要的因素有:


• 激光模式 (M2)
•衍射
•球差


透鏡的形狀和焦距可以決定后兩種因素。當然,激光模式是由激光器和光束傳輸系統決定的。

潤之公司提供具有各種標準焦距和直徑的平凸透鏡、凹凸透鏡和非球面透鏡。下列圖片顯示了這三種因素是如何影響光斑大小的,并介紹了如何計算平凸透鏡、凹凸透鏡和非球面透鏡的光斑大小。這些說明大致描述了一個簡單的程序,使您可以根據特定應用選擇合適的透鏡。
衍射
光具有波的性質,因此不可避免地會出現衍射現象,該現象存在于所有的光學系統中,能夠決定這些系統在性能方面的理論限值。衍射會使光束在傳播過程中發生橫向擴展。如果在對某個準直激光光束進行聚焦時使用的是一個“理想”透鏡,那么光斑的大小將只受衍射作用的影響。計算光斑大小的公式如下:

這一等式可以用來計算由非球面透鏡產生的光斑大小。

衍射產生的最重要的影響是,它使光斑大小隨焦距線性增加,但與光束的直徑成反比。因此,如果某個特定透鏡的輸入激光光束直徑增加,由于衍射變弱,光斑會變小。而且,如果對于某個特定激光光束,當焦距減小時,光斑也會變小。
M2 – 激光模式參數
正如您在上一個公式中看到的那樣,焦點的大小與激光模式參數,即 M2成正比。M2 表示某條特定光束在傳播過程中的發散速度;對于一條理想的 TEM00 激光光束而言, M2=1。這個參數是用高級儀表測出的,激光器制造商的規格中也會提供這一參數。
 

 

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