Unternehmensnachrichten über Optische Linsen: Ein detaillierter Blick auf Typen und Funktionen

Optische Linsen: Ein detaillierter Blick auf Typen und Funktionen

Der Name "Linse" selbst offenbart ihre lichtdurchlässige Natur. Linsen bestehen hauptsächlich aus transparenten Materialien. Obwohl diese Materialien für sichtbares Licht undurchlässig sein können, lassen sie Licht bestimmter Wellenlängen durch. Daher kann eine Linse als lichtdurchlässige Vorrichtung für bestimmte Wellenlängen betrachtet werden. Beispielsweise besteht die gängige CO2-Feldlinse aus Galliumarsenid (GaAs), das für das menschliche Auge undurchsichtig ist, aber als Linse für CO2-Laserlicht fungiert.

Als Nächstes werden wir uns mit den verschiedenen Arten und Funktionen von Linsen befassen. Die Kernfunktion einer Linse liegt in ihrer Lichtbrechung, die das Fokussieren von parallelem Licht und die Kollimation von Punktlichtquellen ermöglicht. Linsen gibt es in verschiedenen Formen, üblicherweise als konvexe und konkave Linsen. Konvexe Linsen zeichnen sich dadurch aus, dass sie in der Mitte dicker und an den Rändern dünner sind, und werden in konkav-konvex, plan-konvex und doppel-konvex unterteilt. Konkave Linsen sind das Gegenteil, sie sind in der Mitte dünner und an den Rändern dicker, einschließlich doppel-konkav, plan-konkav und konvex-konkav. Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Klassifizierung von konvex-konkaven Linsen je nach Grad ihrer Krümmung ändern kann.

In der Laserindustrie begegnen wir häufig verschiedenen Arten von Linsen, wie z. B. Fokussierlinsen, Kollimationslinsenund Strahlaufweitern.

Fokussierlinsen

Eine Fokussierlinse ist eine Linse, die einen parallelen Strahl in eine Punktlichtquelle fokussiert und weit verbreitet ist. Darüber hinaus gibt es spezielle Fokussierlinsen, wie z. B. asphärische oder achromatische Linsen, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen.

• 1. Asphärische Fokussierlinsen: Dies sind Linsen, die zur Beseitigung von sphärischer Aberration verwendet werden, einschließlich kombinierter asphärischer Fokussierlinsen und einzelner asphärischer Linsen. Sphärische Aberration bezieht sich auf die ungleichmäßige Fokussierung von Licht aufgrund der sphärischen Form einer Linse; das heißt, Lichtstrahlen in der Nähe der Mitte der Linse fokussieren an einem anderen Punkt als Strahlen an den Rändern. Dies verhindert, dass sich der gesamte Strahl an einem einzigen Punkt konzentriert, sondern ihn über eine längere Strecke verteilt, was die Schnittqualität beeinträchtigt. Um dieses Problem zu lösen, kann man Fokussierlinsen verwenden, die aus zwei oder drei Linsenelementen bestehen, die kombiniert werden, um die sphärische Aberration zu korrigieren, oder einzelne asphärische Linsen verwenden. Unter diesen ist die einzelne asphärische Linse die beste Wahl, aber teurer. Solche kombinierten asphärischen Linsen und einzelne asphärische Linsen waren in der Ära der YAG-Schneidemaschinen üblich, aber ihre Verwendung hat mit der Popularität von Faserlasern allmählich abgenommen.

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• 2. Einzel-Element-Fokussierlinsen: Dieser Begriff wird im Verhältnis zu kombinierten asphärischen Fokussierlinsen verwendet. Eine Einzel-Element-Linse besteht aus einem Linsenteil und hat eine einfache Struktur. Da sie jedoch nur einen Teil der sphärischen Aberration korrigieren kann, entspricht ihre Wirksamkeit möglicherweise nicht der von Mehr-Element-Kombinationsfokussierlinsen. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Verbreitung von Faserlasern hat die Verwendung von Einzel-Element-Fokussierlinsen allmählich abgenommen, aber sie behalten immer noch eine gewisse Marktnachfrage.

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• 3. Eigenschaften der sphärischen Aberration von Einzel-Element-Linsen & Vergleich mit kombinierten Asphärischen Linsen: Einzel-Element-Fokussierlinsen, die hauptsächlich aus einem Linsenteil bestehen, haben eine einfache Struktur, können aber nur einen Teil der sphärischen Aberration korrigieren, wodurch ihre Leistung möglicherweise etwas schlechter ist als die von Mehr-Element-Kombinationsfokussierlinsen. Sie behalten jedoch immer noch eine gewisse Marktnachfrage inmitten des Trends der wachsenden Faserlaser-Akzeptanz. Auf der anderen Seite erreichen kombinierte asphärische Linsen die Korrektur der sphärischen Aberration, indem sie auf clevere Weise positive und negative Linsenelemente kombinieren. Insbesondere wenn eine positive Linse mit einer negativen Linse kombiniert wird und der positive Wert der sphärischen Aberration der positiven Linse genau den negativen Wert der sphärischen Aberration der negativen Linse ausgleicht, kann diese Linsenkombination die sphärische Aberration effektiv eliminieren. Dies ist das einzigartige Funktionsprinzip von kombinierten asphärischen Linsen.

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• 4.Achromatische Linsen: Aufgrund der unterschiedlichen Brechungseffekte von Linsenmaterialien auf Licht unterschiedlicher Wellenlängen kann es in praktischen Anwendungen zu chromatischer Aberration kommen. Wenn Sie beispielsweise bei der koaxialen Sichtausrichtung in Faserlaser-Markierungs- oder Schweißmaschinen eine Standardlinse verwenden, stellen Sie möglicherweise fest, dass das Schneider- oder Schweißergebnis nicht ideal ist, wenn das CCD-Sichtfeld klar ist, was eine Feinabstimmung der Brennposition erfordert, um eine zufriedenstellende Verarbeitung zu erzielen. Während Sie jedoch den Fokus für das beste Verarbeitungsergebnis einstellen, wird das Sichtfeld wieder unscharf. Dies wird hauptsächlich durch chromatische Aberration verursacht. Insbesondere konvexe Linsen haben eine stärkere Brechungsfähigkeit für kürzere Wellenlängen und eine schwächere für längere Wellenlängen; konkave (negative) Linsen sind das Gegenteil und haben eine stärkere Divergenzfähigkeit für kürzere Wellenlängen und eine schwächere für längere Wellenlängen. Basierend auf diesem Verständnis können Linsensysteme, die aus konvexen und konkaven Linsen bestehen, so konzipiert werden, dass die Auswirkungen der chromatischen Aberration eliminiert werden. Es ist jedoch zu beachten, dass der Preis für achromatische Linsen aufgrund der relativ geringeren Nachfrage in der Regel höher ist.

Kollimationslinsen: Prinzip und Funktion

Eine Kollimationslinse ist, wie der Name schon sagt, eine Linse, die eine Punktlichtquelle in einen parallelen Strahl umwandelt. Ihr Funktionsprinzip ist genau das Gegenteil einer Fokussierlinse. Wenn eine Punktlichtquelle in einer Brennweite einer Fokussierlinse platziert wird, wird auf der anderen Seite der Linse ein paralleler Strahl gebildet. Dieser Umwandlungsprozess ist die grundlegende Funktion der Kollimationslinse.

Faser-Kollimationslinsen: Anwendung und Einstellung

Faser-Kollimationslinsen spielen eine Schlüsselrolle in Anwendungen wie Faser-Schneidköpfen und Faser-Schweißköpfen. Wenn bestimmte Anwendungen die Beseitigung von sphärischer oder chromatischer Aberration erfordern, können kombinierte Strahl-Kollimationslinsen verwendet werden, um diesem Bedarf gerecht zu werden.

Strahlaufweiter

Darüber hinaus sind Strahlaufweiter gängige optische Komponenten, deren Funktion darin besteht, den Strahl zu vergrößern. Obwohl sowohl Kollimationslinsen als auch Strahlaufweiter parallele Strahlen ausgeben, unterscheiden sich ihre Arbeitsprinzipien und Strukturen. Eine Kollimationslinse nimmt eine Punktquelle als Eingang und gibt einen parallelen Strahl aus, und die Punktquelle muss in einer Brennweite der Linse platziert werden. Ein Strahlaufweiter hingegen nimmt einen parallelen Strahl auf und gibt einen parallelen Strahl aus, wodurch der parallele Strahl lediglich vergrößert wird, und die Quellposition hat wenig Einfluss darauf. Für spezifische Designs und Anwendungen von Strahlaufweitern können Sie sich in meinen anderen Artikeln ein tieferes Verständnis verschaffen.

Linien-Generator-Linsen: Anwendung

Die Funktion einer Linien-Generator-Linse besteht darin, einen parallelen Strahl in eine längere Lichtlinie umzuwandeln, wodurch er sich fächerförmig ausbreitet. Diese Art von Linse hat einen potenziellen Anwendungswert bei der Erkennung der Ebenheit von Produkten. Durch Einschalten des Lichts und Scannen des Produkts blockieren alle erhabenen oder vertieften Teile das Licht und zeigen so die Ebenheit des Produkts an.

Linienlicht-Kollimationslinsen: Anwendung

Die Linienlicht-Kollimationslinse wurde entwickelt, um einen parallelen Strahl präzise in ein lineares paralleles Licht zu kollimieren. Dieser Prozess beinhaltet die Verwendung einer zylindrischen konkaven Linse, um das parallele Licht zu divergieren, und dann einer zylindrischen konvexen Linse, deren Brennpunkt mit dem virtuellen Brennpunkt der konkaven Linse übereinstimmt, wodurch der Strahl kollimiert wird. Darüber hinaus kann diese Art von Linienlicht-Kollimationslinse auch zur Erkennung der Oberflächenebenheit verwendet werden, obwohl ihre spezifische Anwendung je nach Situation variieren kann.

Keilplatten: Anwendung

Eine Keilplatte ist eine Linse mit einem Winkel zwischen ihren Vorder- und Rückflächen, was bedeutet, dass sie nicht parallel sind. Wenn ein Laser durch eine solche Linse geht, wird der Strahl in einem bestimmten Winkel abgelenkt. Diese Eigenschaft wird in oszillierenden Schweißköpfen verwendet. Wenn sich die Keilplatte dreht, dreht sich auch der abgelenkte Laserstrahl und zeichnet ein kreisförmiges Muster nach, wodurch ein ringförmiger Punkt entsteht. Durch die Kombination von zwei Keilplatten kann der Durchmesser dieses Rings angepasst werden. Die Durchmessergröße hängt von den relativen Ablenkwinkeln der beiden Platten ab.