I. 기본 사항: 무엇입니까? 광학 렌즈?
광학 렌즈는 굴절이나 반사를 통해 빛의 전파 방향을 바꾸는 구성 요소입니다.
주요 기능:
초점 맞추기, 콜리메이팅, 빔 확장, 빔 감소, 이미징 및 보호.
일반적인 기본 모양:
a.볼록 렌즈:
중앙은 두껍고 가장자리는 얇아서 빛이 한 점에 모이게 됩니다.
b.오목렌즈:
중앙은 얇고 가장자리는 두껍기 때문에 빛이 분산됩니다(중앙에서 바깥쪽으로 퍼짐).
II. 레이저 산업에서 사용되는 일반적인 광학 렌즈 유형
보호 창:
1. 위치: 레이저 헤드 하단에 설치되어 내부 렌즈가 이물질에 의해 오염되거나 손상되는 것을 방지합니다.
2. 특징: 투과율이 높고, 내열성이 강하며, 오염에 강합니다.
3. 일반적인 재료: 석영, 용융 실리카.
1. 기능: 레이저 빔을 작은 지점에 집중시켜 에너지 밀도를 높여 절단, 용접, 표시 등에 사용됩니다.
2. 일반적인 초점거리: 50mm, 100mm 등
3. 재료: 일반적으로 ZnSe(셀레나이드 아연)이며 10.6μm의 CO₂ 레이저에 이상적입니다.
1. 기능: 발산하는 레이저 빔을 후속 초점 조정을 위해 평행한 빛으로 변환합니다.
2. 응용 분야: 파이버 레이저 및 레이저 헤드.
기능: 레이저 빔 직경을 늘리고 발산 각도를 줄여 가공 품질을 향상시킵니다.
III. 광학 렌즈 재료 비교
재료 | 형질 | 일반적인 응용 프로그램 |
석영 | 높은 투과율, 내열성, 내식성 | 보호창, 스캐닝 미러 |
용융 실리카 | 초저열팽창, 고순도 | 고출력 레이저, 초고속 레이저 |
K9 유리 | 비용이 저렴하고 가공이 용이하나 내열성이 낮음 | 일반 이미징 렌즈, 측정 장비 |
ZnSe(셀레나이드 아연) | CO₂ 레이저(10.6μm)에 대한 높은 투과율, 취약하고 독성이 있음 | CO2 레이저 절단, CO2 레이저 마킹 |
사파이어 | 극한의 경도, 긁힘 방지 | 고급 창문, 보호 커버 |
IV. 광학 렌즈 코팅의 종류
광학 렌즈는 종종 성능을 향상시키기 위해 특수 코팅을 사용합니다.
1. 반사 방지(AR) 코팅: 표면 반사를 줄이고 빛 투과율을 향상시킵니다. 단일 또는 다중 대역 옵션으로 제공됩니다.
2. 고반사(HR) 코팅: 특정 파장 범위 내의 거의 모든 입사광을 반사합니다.
3. 빔 분할 코팅: 빛을 특정 비율(예: 50% 반사 + 50% 투과)로 분할합니다.
4. DLC(Diamond-Like Carbon) 코팅: 긁힘과 부식에 강하며 보호 렌즈에 사용됩니다.
V. 광학 렌즈의 응용 사례
응용 프로그램 시나리오 | 필수 렌즈 유형 |
---|---|
레이저 절단기 | 초점 렌즈, 보호 창, 콜리메이팅 렌즈 |
핸드헬드 레이저 용접기 | 초점 렌즈, 보호 창 |
레이저 마킹 머신 | 빔 확장기, 초점 렌즈, 필드 렌즈 |
의료용 레이저(예: 피부과) | 초점 렌즈, 보호 창 |
현미경, 망원경, 카메라 렌즈 | 볼록/오목 렌즈, 구면 렌즈 |
VI. 광학 렌즈 선택 가이드
1. 초점거리는 어떻게 선택하나요?
초점 거리는 렌즈가 레이저 빔을 초점을 맞추는 능력을 결정하며, 이는 스팟 크기와 처리 깊이에 영향을 미칩니다.
초점 거리 | 형질 | 권장 응용 프로그램 |
---|---|---|
짧은(50mm, 75mm) | 빠른 초점, 작은 스팟 크기, 높은 에너지 밀도 | 박판 절단, 정밀 용접 |
중간(100mm, 125mm) | 속도와 절삭 깊이의 균형을 맞춥니다. | 중간 두께의 재료 |
긴(150mm, 200mm) | 더 깊은 초점, 깊은 침투에 적합 | 두꺼운 판 절단, 심용접 |
간단한 규칙:
얇은 소재: 초점거리가 짧음.
두꺼운 소재: 긴 초점거리.
2. 재료는 어떻게 선택하나요?
레이저 파장과 전력 밀도를 고려하세요.
형질 | 권장 응용 프로그램 | ||
---|---|---|---|
석영 | 1064nm(파이버 레이저) | 내열성, 적당한 비용, 높은 손상 한계 | 파이버 레이저 절단/용접 |
아연셀레늄 | 10.6μm(CO₂ 레이저) | 높은 IR 투과율, 취약함 | CO₂ 레이저 초점 렌즈 |
사파이어 | 1064nm 및 가시광선 | 극한의 경도, 긁힘 방지 | 고급 보호창 |
용융 실리카 | 266nm/355nm(자외선), 532nm(녹색), 1064nm | 고순도, 자외선 차단 | UV 레이저 마킹, 그린 레이저 가공 |
3. 렌즈의 전력 요구 사항
레이저 출력이 높아질수록 더 나은 내열성과 레이저 손상 한계값이 요구됩니다.
레이저 파워 범위 | 권장 렌즈 구성 |
---|---|
0~1500W | 석영 보호 창 + 표준 AR 코팅 초점 렌즈 |
1500W~3000W | 고내열 석영 + 고배율 초점 렌즈 |
3000W 이상 | 프리미엄 쿼츠 + HR/방오 코팅 렌즈 |