I. Основе: Шта су Оптичка сочива?
Оптичка сочива су компоненте које мењају смер простирања светлости путем преламања или рефлексије.
Примарне функције:
Фокусирање, колимирање, проширење снопа, смањење снопа, снимање и заштита.
Уобичајени основни облици:
а. Конвексно сочиво:
Дебело у центру и танко на ивицама, што узрокује конвергенцију светлости (фокусирање у жаришној тачки).
б. Конкавно сочиво:
Танка у средини и дебела на ивицама, што узрокује да се светлост дивергенцира (шири се од центра).
II. Уобичајене врсте оптичких сочива у ласерској индустрији
Заштитни прозори:
1. Локација: Инсталирана на дну ласерске главе ради заштите унутрашњих сочива од контаминације или оштећења од остатака.
2. Карактеристике: Висока пропустљивост, отпорност на топлоту и отпорност на прљавштину.
3. Уобичајени материјали: кварц, фузиони силицијум диоксид.
1. Функција: Концентрише ласерске зраке у мале тачке ради повећања густине енергије, користи се за сечење, заваривање, обележавање итд.
2. Уобичајене жижне даљине: 50 мм, 100 мм, итд.
3. Материјал: Типично ZnSe (цинк селенид), идеалан за CO₂ ласере на 10,6 μm.
1. Функција: Претварање дивергентних ласерских зрака у паралелну светлост за накнадно фокусирање.
2. Примене: Фибер ласери и ласерске главе.
Функција: Повећање пречника ласерског зрака уз смањење угла дивергенције, побољшавајући квалитет обраде.
III. Поређење материјала оптичких сочива
| Материјал | Карактеристике | Уобичајене примене |
| кварц | Висока пропустљивост, отпорна на топлоту, отпорна на корозију | Заштитни прозори, скенирајућа огледала |
| Силицијум диоксид | Ултра ниско термичко ширење, висока чистоћа | Ласери велике снаге, ултрабрзи ласери |
| К9 стакло | Ниска цена, лако се обрађује, али лоша отпорност на топлоту | Општа сочива за снимање, мерна опрема |
| ZnSe (цинк селенид) | Висока пропустљивост за CO₂ ласере (10,6 μm), крхко, токсично | CO2 ласерско сечење, CO2 ласерско обележавање |
| Safir | Изузетна тврдоћа, отпорност на гребање | Врхунски прозори, заштитни прекривачи |
IV. Врсте премаза оптичких сочива
Оптичка сочива често имају специјализоване премазе за побољшање перформанси:
1. Антирефлексни (AR) премаз: Смањује површинску рефлексију, побољшава пренос светлости. Доступан у једнопојасним или вишепојасним опцијама.
2. Високорефлектујући (HR) премаз: Рефлектује скоро сву упадну светлост унутар одређеног опсега таласних дужина.
3. Премаз за раздвајање снопа: Раздваја светлост у одређене односе (нпр. 50% рефлексије + 50% трансмисије).
4. DLC (дијамантски угљеник) премаз: отпоран на огреботине и корозију, користи се за заштитна сочива.
V. Примери примене оптичких сочива
| Сценарио примене | Потребни типови сочива |
|---|---|
| Машине за ласерско сечење | Фокусирајућа сочива, заштитни прозори, колиматорска сочива |
| Ручни ласерски заваривачи | Фокусирајућа сочива, заштитни прозори |
| Машине за ласерско маркирање | Експандери снопа, фокусирајућа сочива, пољска сочива |
| Медицински ласери (нпр. дерматологија) | Фокусирајућа сочива, заштитни прозори |
| Микроскопи, телескопи, објективи за камере | Конвексна/конкавна сочива, сферна сочива |
VI. Водич за избор оптичких сочива
1. Како одабрати жижну даљину?
Жижна даљина одређује способност сочива да фокусира ласерске зраке, утичући на величину тачке и дубину обраде.
| Жижна даљина | Карактеристике | Препоручене апликације |
|---|---|---|
| Кратко (50 мм, 75 мм) | Брзо фокусирање, мала величина тачке, висока густина енергије | Сечење танких лимова, прецизно заваривање |
| Средња (100 мм, 125 мм) | Уравнотежује брзину и дубину сечења | Материјали средње дебљине |
| Дугачак (150 мм, 200 мм) | Дубљи фокус, погодан за дубоку пенетрацију | Сечење дебелих плоча, дубоко заваривање |
Једноставно правило:
Танки материјали: Кратка жижна даљина.
Дебели материјали: Дуга жижна даљина.
2. Како одабрати материјал?
Размотрите таласну дужину ласера и густину снаге:
| Карактеристике | Препоручене апликације | ||
|---|---|---|---|
| кварц | 1064 nm (фибер ласери) | Отпорност на топлоту, умерена цена, висок праг оштећења | Сечење/заваривање влакнима ласером |
| ZnSe | 10,6μm (CO₂ ласери) | Висока инфрацрвена пропустљивост, крхко | Сочива за фокусирање CO₂ ласера |
| Safir | 1064 nm и видљива светлост | Изузетна тврдоћа, отпорност на гребање | Врхунски заштитни прозори |
| Силицијум диоксид | 266 нм/355 нм (УВ), 532 нм (зелена), 1064 нм | Висока чистоћа, отпорност на УВ зрачење | UV ласерско обележавање, обрада зеленим ласером |
3. Захтеви за диоптрију сочива
Већа снага ласера захтева бољу отпорност на топлоту и прагове оштећења ласера.
| Распон снаге ласера | Препоручена конфигурација сочива |
|---|---|
| 0–1500 W | Кварцни заштитни прозор + стандардно фокусирајуће сочиво са AR премазом |
| 1500W–3000W | Кварц отпоран на високе температуре + сочиво са великим фокусом |
| Изнад 3000W | Премиум кварц + HR/антиконтаминационо премазано сочиво |