Rodzaje soczewek do laserów przemysłowych

1. Soczewki o ultraniskiej absorpcji MP-5

Do ich pierwszorzędnych parametrów zalicza się opatentowany projekt powłoki pozwalający na niższe zniekształcenia termiczne, przepuszczalność widzialną obniżającą czas konfiguracji, oraz łatwą detekcję naprężeń wywołanych termicznie.

Soczewka skupiająca ze specjalną powłoką z selenku cynku (ZnSe), jest dostępna w wariantach o średnicy 1,5” i 2,0” i jest dostarczana razem z 14 standardowymi konfiguracjami wymiany soczewki do najpopularniejszych modeli laserów.

2. Soczewki płasko-wypukłe

Soczewki płasko-wypukłe, najbardziej ekonomiczne przepuszczalne elementy skupiające, są idealne do obróbki, spawania i cięcia laserowego, jak również przy zbieraniu promieniowania podczerwonego, gdzie rozmiar plamki ani jakość obrazu nie są kluczowe. Są również oszczędną opcją przy wysokiej liczbie f, systemach ograniczonych dyfrakcją, gdzie kształt soczewki niemal nie wpływa na pracę systemu.

Aby uzyskać odpowiednią wydajność przy użyciu soczewki płasko-wypukłej, zakrzywiona powierzchnia powinna być skierowana w stronę przychodzącej skolimowanej wiązki lub większej odległości koniugatu (odległość obiektu i obrazu są określane razem jako odległość koniugatu).

Poza soczewkami płasko-wypukłymi, wklęsło-wypukłymi i asferycznymi, występują na zamówienie soczewki dwuwypukłe oraz o ujemnej zdolności skupiającej.

3. Kolimacyjne elementy optyczne

Soczewki płasko-wypukłe; zwierciadła miedziane, elementy optyczne odbijające i przepuszczalne są używane w systemach przekazywania wiązki w celu kontroli kolimacji wiązki pomiędzy rezonatorem lasera a skupiającymi elementami optycznymi.

Kolimatory odbijające zazwyczaj używają zwierciadeł miedzianych, podczas gdy kolimatory zazwyczaj używają soczewek ZnSe.

4. Soczewki asferyczne

Soczewki asferyczne odznaczają się ograniczoną dyfrakcją. Zazwyczaj osiągają mniejsze rozmiary plamki niż soczewki płasko-wypukłe i wklęsło-wypukłe. To zapewnia największą gęstość mocy w obrabianym materiale przy podobnej sile skupienia.

5. Soczewki cylindryczne

Jak sama nazwa wskazuje, soczewki cylindryczne są w kształcie okrągłych lub prostokątnych obiektów z powierzchnią w kształcie cylindra. Różnią się od soczewek sferycznych tym, że skupiają wiązkę nie w punkt ogniskowy, ale w linię ogniskową.

Przepuszczalność można poprawić, nakładając powłokę antyrefleksyjną po obu stronach, a dla różnych zakresów widma świetlnego dostępne są wielowarstwowe powłoki. Soczewki cylindryczne mogą być wykonane z ZnSe, Ge, Si lub innych materiałów do podczerwieni.

Zastosowania:

6. Soczewki wirowe

Soczewki wirowe są wykonywane z dowolnych materiałów pozwalających na obróbkę diamentową. Zaliczają się do nich ZnSe i Ge do zastosowań 10,6 µm. Istnieje także możliwość umieszczenia tej powierzchni na zwierciadle odbijającym takim jak Cu lub Al.

Tradycyjnie soczewki tego typu produkowano przy użyciu elementów dyfrakcyjnych. Teraz są tworzone bezpośrednio przy użyciu technik obróbki diamentowej. Dzięki temu otrzymuje się precyzyjne soczewki spiralne lub wirowe, które generują skupienie pierścieniowe.

Soczewka wirowa jest unikalna, ponieważ na jej zakrzywionej powierzchni stworzono spiralne stopnie fazowe. Ten spiralny wzór kontroluje fazę przepuszczanej wiązki. Kiedy na zakrzywionej powierzchni soczewki występują spiralne stopnie, generują skupioną wiązkę, a w środku nie ma żadnej energii, ani mocy. Innymi słowami soczewka wirowa tworzy skupienie pierścieniowe.

Inną cechą takiej wiązki jest to, że faza obraca się spiralnie wraz z biegiem wiązki; dlatego czasami te soczewki nazywa się spiralnymi.

Cechy

7. Asferyczne mikrosoczewki do laserów

Asferyczne mikrosoczewki bazujące na wytrzymałych materiałach takich jak ZnSe i ZnS i z precyzyjnie wykończoną powierzchnią obrabianą diamentowo, są dostępne w małych rozmiarach nawet do dziesięciu milimetrów średnicy.

  Zastosowania: 

8. Soczewki dwustożkowe

Typowym rodzajem elementu optycznego wykorzystywanym w anamorficznych ekspanderach wiązki i soczewkach skupiania eliptycznego jest soczewka cylindryczna. W zastosowaniach ekspanderów wiązki i niektórych zastosowaniach skupiania należy zastosować dwa cylindry, co wymaga kłopotliwych procedur kalibracyjnych. Soczewka dwustożkowa może ograniczyć liczbę elementów w tych zastosowaniach i, co ważne, ułatwić kalibrację.

Soczewki dwustożkowe mają dwa różne promienie na jednej powierzchni. Istnieje możliwość stworzenia soczewki dwustożkowej o sferycznej lub asferycznej krzywiźnie w zależności od zastosowania i potrzeby eliminacji aberracji. Soczewki dwustożkowe są wykorzystywane w generowaniu skupienia eliptycznego lub liniowego. Te soczewki są również używane w anamorficznych ekspanderach wiązki do ograniczania astygmatyzmu wiązki lasera.

Wiele laserów typu falowodowego generują wiązki astygmatyczne. Większość zastosowań lasera wymaga symetrycznej wiązki gaussowskiej, z tego powodu astygmatyczne wiązki muszą zostać skorygowane.

Cechy: