العدسات المتوازية مخصصة لمصادر الضوء النقطية، وما يسمى بمصادر الضوء النقطية التي نراها في كثير من الأحيان في الحياة هي: رؤوس أعواد الثقاب، ومصابيح المصباح القديمة، وأشعة الليزر الصادرة من ألياف الطاقة الضوئية.
بالنسبة لصناعة الليزر الصناعية لدينا، عندما نتحدث عن موازنة المرايا، فإننا نتحدث بشكل أساسي عن ضوء الليزر الصادر من ألياف نقل الطاقة. الضوء الخارج من ألياف الطاقة هو مصدر ضوء نقطي بزاوية تباعد (θ). يمكن التحقق من هذه المعلمة بشكل عام.
إذا وضعنا مصدر الضوء النقطي هذا عند بؤرة العدسة الموازاة للألياف الضوئية، فإننا نعلم أن: الضوء المنبعث من بؤرة مرآة التركيز (العدسة الموازية تستخدم في الواقع مرآة التركيز في الاتجاه المعاكس)، بعد مروره عبر عدسة التركيز ، يصبح ضوءاً موازياً.
يسألني الكثير من الناس ما هو قطر الشعاع الذي يخرج بعد مروره عبر عدسة موازنة معينة. اليوم أنا هنا لأعطيك الإجابة، وهي 2F*tag (1/2*θ). إذا كانت زاوية التباعد 10 درجة وF=150mm، فإن قطر الشعاع الخارج من الموازاة هو =2*150*tag(5 Degree )=26.2466mm.
تعتبر هذه الصيغة ذات أهمية مرجعية لاختيار الجلفانومترات لآلات اللحام التي تستخدم نقل الألياف الضوئية. إن الاستمرار في الحديث عنه هو ما يريد الناس في صناعة آلات قطع الألياف معرفته.
بعد المرور عبر عدسة موازنة الألياف، يدخل الليزر إلى عدسة التركيز لآلة قطع الألياف. من الناحية النظرية فإن البعد البؤري للعدسة المتوازية ÷ البعد البؤري لعدسة التركيز=نسبة كثافة الطاقة بعد التركيز إلى الكثافة السابقة.
على سبيل المثال: الطول البؤري للعدسة المتوازية هو 75 مم، والطول البؤري لعدسة التركيز هو 150 مم، 75÷150=1/2، أي مساحة بقعة الضوء المركزة بعد المرور عبر التركيز البؤري العدسة أكبر بمرتين من مساحة مصدر الضوء النقطي الذي خرج للتو من ألياف الطاقة. ، كثافة الطاقة هي 1/2 من الأصلية.
يتساءل البعض لماذا نحتاج إلى تقليل كثافة الطاقة؟
أليس من الأفضل تركيز كثافة الطاقة؟ هناك عدة أسباب هنا:
أولاً:إذا كان البعد البؤري لعدسة التركيز أقصر، فسيكون العمق البؤري لعدسة التركيز أقل عمقًا. سيؤدي العمق البؤري الضحل بسهولة إلى عدم القدرة على القطع بعمق.
ثانية:كلما كان الطول البؤري أقصر، كانت نقطة التركيز أصغر، وكان خط التماس أصغر. لا يؤدي التماس الصغير إلى سقوط الخبث المقطوع، مما يؤدي إلى عدم القدرة على القطع.
لذلك، نحاول عمومًا استخدام طول بؤري يتراوح بين 120-150 ملم كعدسة تركيز لآلة قطع الألياف.
بالإضافة إلى ذلك، لماذا لا نستخدم العدسات المتوازية ذات البعد البؤري الطويل؟ هناك سببان:
أولاً:يتطلب استخدام ميزاء الألياف ذو البعد البؤري الطويل قطرًا أكبر للعدسة، مما يجعل التصميم الميكانيكي أكثر إزعاجًا؛
ثانية:إن استخدام عدسة موازية للألياف ذات طول بؤري طويل سيؤدي إلى أن تكون حساسة جدًا لنقطة التركيز لآلة قطع الألياف عند التركيز. بمجرد أن تنحرف قليلاً عن تركيز عدسة التركيز، ستحدث ظاهرة عدم القدرة على القطع.
ولهذا السبب يكون التركيز العام لآلات قطع الألياف الضوئية لدينا بشكل عام بين 60-100 ملم. ثم دعونا نتحدث عن موسعات الشعاع. تتمتع موسعات الشعاع أيضًا بوظيفة الموازاة، لكن موسعات الشعاع مخصصة لحزم الضوء (الحزم ذات زاوية تباعد معينة).
الضوء الصادر من العديد من أجهزة الليزر الموجودة في سوقنا هو شعاع، مثل: أنابيب ثاني أكسيد الكربون الزجاجية، وأنابيب تردد راديو ثاني أكسيد الكربون، وأشعة الليزر YAG التي يتم ضخها بالمصباح، وأشعة الليزر من ألياف الليزر مع QBH، وأشعة الليزر ذات الضخ النهائي 355 نانومتر، 532 نانومتر، 1064 نانومتر، وما إلى ذلك.
الضوء المنبعث من هذه الليزرات عبارة عن جميع الحزم، وهي ليست ضوءًا متوازيًا تمامًا (عندما تكون جودة شعاع الليزر M2 هي 1، فإن ضوء هذا الليزر ليس له زاوية انحراف، ولكن هذا لا يمكن أن يكون إلا حالة مثالية، حيث أنه يفعل ذلك غير موجود في الحياة الحقيقية. بشكل عام، يمكن أن يصل معامل M2 لليزر في السوق إلى 1.2، وهو بالفعل جيد جدًا).
سنتحدث بعد ذلك عن السبب الذي يجعل موسع الشعاع يلعب دورًا موازيًا. يعلم الجميع أن موسع الشعاع يمكنه توسيع الشعاع. من الناحية المهنية، هو توسيع نصف قطر شعاع الخصر، ونصف قطر شعاع الخصر وزاوية الاختلاف لليزر هي قيمة ثابتة للمنتج. مع زيادة نصف قطر خصر الشعاع (أي توسع الشعاع)، تقل زاوية التباعد (لتحقيق تأثير الموازاة).
هناك استنتاج مفاده أنه بعد المرور عبر موسع شعاع N-fold، يتم تقليل زاوية انحراف شعاع الليزر إلى N-fold من الأصل. على سبيل المثال، بعد المرور عبر موسع شعاع 4x، يتم تقليل زاوية التباعد إلى 1/4 من الزاوية الأصلية. ولهذا السبب نحاول استخدام موسع شعاع بتكبير أكبر (شريطة ألا يتجاوز حجم الشعاع بعد المرور عبر موسع الشعاع حجم بقعة الجلفانومتر).
يتضمن موسع الشعاع: موسع شعاع ثاني أكسيد الكربون، موسع شعاع 532 نانومتر، موسع شعاع 355 نانومتر، موسع شعاع 1064 نانومتر، موسع شعاع 650 نانومتر، المضاعفات هي: 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 وهكذا.
تشتمل العدسة الموازية على: عدسة موازية لآلة لحام الألياف (الطول البؤري 100 120 150 180مم)؛ عدسة موازنة لآلة قطع الألياف: عدسة موازنة بقطر 30f100 (مجموعة من قطعتين)، عدسة موازنة بقطر 28f60 (مجموعة من قطعتين)، عدسة موازنة بقطر 25.4F75 (مجموعة من قطعتين) وما إلى ذلك.
