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光斑大小
      [2009-11-9]
光斑大小
在进行激光切割时,需要将一束激光聚焦在一块尽可能小的光斑上。如果需使功率密度最大以进行精密切割,这是完全必需的。光斑大小受多种因素的影响。其中最重要的因素有:


• 激光模式 (M2)
•衍射
•球差


透镜的形状和焦距可以决定后两种因素。当然,激光模式是由激光器和光束传输系统决定的。

润之公司提供具有各种标准焦距和直径的平凸透镜、凹凸透镜和非球面透镜。下列图片显示了这三种因素是如何影响光斑大小的,并介绍了如何计算平凸透镜、凹凸透镜和非球面透镜的光斑大小。这些说明大致描述了一个简单的程序,使您可以根据特定应用选择合适的透镜。
衍射
光具有波的性质,因此不可避免地会出现衍射现象,该现象存在于所有的光学系统中,能够决定这些系统在性能方面的理论限值。衍射会使光束在传播过程中发生横向扩展。如果在对某个准直激光光束进行聚焦时使用的是一个“理想”透镜,那么光斑的大小将只受衍射作用的影响。计算光斑大小的公式如下:

这一等式可以用来计算由非球面透镜产生的光斑大小。

衍射产生的最重要的影响是,它使光斑大小随焦距线性增加,但与光束的直径成反比。因此,如果某个特定透镜的输入激光光束直径增加,由于衍射变弱,光斑会变小。而且,如果对于某个特定激光光束,当焦距减小时,光斑也会变小。
M2 – 激光模式参数
正如您在上一个公式中看到的那样,焦点的大小与激光模式参数,即 M2成正比。M2 表示某条特定光束在传播过程中的发散速度;对于一条理想的 TEM00 激光光束而言, M2=1。这个参数是用高级仪表测出的,激光器制造商的规格中也会提供这一参数。
 

 

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