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2018 - 08 - 07
激光焊接机属于4类激光设备,直接的强激光照射可以对人体皮肤产生严重伤害,更严重的是将使眼睛致盲,调试操作人员必须具备激光安全防护的常识,工作中必须佩带针相应激光波长的专用激光防护眼镜。注意:激光器的调整必须由经过专门培训的人员进行,否则会因激光器失调或调偏造成光路上其它组件的损坏。   激光谐振腔的调整步骤如下:   1.检查基准光源   2.调整半反镜位置   3.检查YAG棒的安装位置   人工旋转反射镜片支架,将光闸推至挡光镜头设计位置,观察红光是否在镜片的中间,其反射光是否位于光束终止器中心的吸收锥体上,如位置不正确可稍加调整,最后,应特别注意仔细检查一下光闸反射镜片是否清洁,受污染的镜片在使用中很快会炸裂。至此激光器部分的调整工作即告完毕。   (1)为了保证激光器一直处于正常的工作状态,连续工作二周后或停止使用一段时间时,在开机前首先应对激光模块、介质膜片及镜头保护玻璃等光路中的组件进行检查,确定各光学组件没有灰尘污染、霉变等异常现象,如有上述现象应及时进行处理,激光镜片保证各光学组件不会在强激光照射下损坏。(若设备的使用环境比较清洁,上述检查可以相应延长至一个月甚至更长)   (2)设备操作人员可以经常用黑色像纸检查激光器输出光斑,一旦发现光斑不均匀或能量下降等现象,应及时对激光器的谐振腔进行调整,...
2018 - 08 - 21
光学玻璃是指能改动光的传达方向,并能改动紫外、可见或红外光的相对光谱散布的玻璃。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃;光学玻璃可用于制作光学仪器中的透镜、棱镜、反射镜及窗口等。光学玻璃和其它玻璃的不一样之点在于它作为光学系统的一个组成有些,需要满足光学成象的请求。因而,光学玻璃质量的断定也包含某些特别的和较严厉的指标。   一、特定的光学常数以及同一批玻璃光学常数的一致性   每一品种光学玻璃对不一样波光学透镜长光线都有规则的规范折射率数值,作为光学规划者规划光学系统的根据。所以工厂出产的光学玻璃的光学常数需要在这些数值必定的容许误差范围以内,不然将使实践的成象质量与规划时预期的结果不符而影响光学仪器的质量。   二、高度的透明性   光学系统成象的亮度和玻璃透明度成比例关系。光学玻璃对某一波长光线的透明度以光吸收系数Kλ表示。光线经过一系列棱镜和透镜后,其能量有些损耗于光学零件的界面反射而另一有些为介质(镜头设计玻璃)自身所吸收。因而关于包含多片薄透镜的光学系统,提高透过率的首要途径在于削减透镜外表的反射损耗,如涂敷外表增透膜层等。   滤光片是塑料或玻璃片再加入特种染料做成的。玻璃片的透射率原本与空气差不多,所有有色光都可以通过,所以是透明的,但是染了染料后,分子结构变化,折射率也发生变化,对某些色光的通过就有变化了。比如一束白光通过...
2018 - 09 - 01
光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡;然后经长时间缓慢地降温,以免玻璃块产生内应力。冷却后的玻璃块,必须经过光学仪器测量,检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。合格的玻璃块经过加热锻压,成光学透镜毛胚。再经加工成合格的光学镜片。   光学镜片在使用时要注意这些要点:   1、使用时需戴指套,手上有酸、盐等容易腐蚀玻璃表面的物质,如果直接用手接触光学镜片,会导致光学镜片上产生印迹,如果长时间不擦,有可能成为永久性斑印,影激光聚焦镜响光学元件成像质量。   2、在不用时,要放置在软的物体表面,不能直接将裸片放在玻璃、金属、桌面或不干净的纸面上,这样镜片非常容易划伤。   3、如果遇到镜片表面有个把灰尘时,用干净洗耳球吹几下,把灰尘吹落。   4、轻拿轻放,光学镜片很多是玻璃制品,容易碰伤,崩边,划伤,要拿镜片的边缘,不要直接接触透光面,即使是戴有指套也不能直接接触。   5、保藏时,要用干净的电容纸或擦镜纸包装,要放在温度适中(以23℃左右为宜),湿度(40%以下)的环境中,有条件的话放在干燥柜中。   6、一旦发现光学镜片脏了,要立刻清洗,但激光保护镜要注意防止划伤,灰尘很容易使镜片划伤。   我们应该按...
2018 - 11 - 01
步入高清时代,行业对于镜头的要求也越来越高。顺应时代发展,业界也在不断改进新的设计及制作工艺,以满足不同领域的应用需求。为您解析高清时代关于镜头设计的几个关键问题。   其一、镜头采用ED镜片是关键   常用的监控市场,我们更多地采用的是定焦或者手动变焦镜头,因为监控距离较近,一般采用的镜头焦距在50mm以内。这种场景对镜头的防色散性能几乎没有要求。   但一旦采用了电动变焦镜头来对较远目标的监控,色散问题就凸显出来(色散是可见光中的各种波长的光经过镜头折射后会出现焦点偏移,表现在图像上就是物体边缘有蓝色或者红色的色条)。   原来在模拟监控系统,由于像元尺寸较大,色散的问题不是很突出,只有在配置300mm焦距以上的情况下才会表现出来。而进入高清时代,在常用的120mm焦距段的电动变焦镜头,已经比较明显的可以看到这个问题。这就在材质和镀膜精度上对镜头有了更高的要求。   配合的摄像机清晰度越高,镜片材质对成像效果的影响越发明显。例如KOWA的高清电动变焦镜头,就镜头设计是采用了大量的ED镜片。在长焦距远距离监控时,可以为摄像机提供清晰的画面效果。   其二、大口径设计是关键   那么是不是采用ED镜片的镜头就能完全解决远距离监控的问题呢?通常我们把720p以上清晰度输出的图像成为高清图像。而根据市场的自由选择,大...
2018 - 11 - 20
如果镜片没有划痕,可以一直使用么?答案是不可以。树脂镜片的加工是液化单体高温或紫外线固化而成,随着使用周期变长,环境和温度的变化,镜片表面的膜层和镜片本身的材料都会发生物理变化,膜层在显微镜下看会变的凹凸不平,材料本身局部的光度和验配的时候已产生差异,导致光线散射,舒适度降低,使用时间长会有眼睛干涩、发胀的症状,这个时候,就需要更换镜片了。时间大概在2年到3年左右。   球面镜片与非球面镜片   传统的球面镜片,不仅镜片较厚,而且透过镜片周边看事物有扭曲、变形等现象发生,称为像差。透过球面镜片观光学透镜察配戴者,也能够明显发现其脸部轮廓的变形现象。   非球面镜片不仅使镜片的中心厚度和边缘厚度减少,使镜片更薄,更消除周边像差,给配戴者自然视力.对于视力度数高的消费者,选择非球面镜片可能更加合适。   同一材料、同一度数的球面与非球面相比,非球面镜片更平、更薄、视物更逼真、更自然舒适。如果对着灯管观看镜片镀膜形状,一般是非球面镜片反射的灯管较直(高屈光度镜片除外);而球面镜片由于表面各部位曲率不同,灯管形状弯曲度较大。   随着光学加工技术不断的发展,光学加工不断的引进到了各行业中。比如光学玻璃透光学镜片镜加工就是使用光学加工技术进行对玻璃的加工。   光学玻璃透镜的成型技术是一种高精度光学元件加工技术,它是把软化的玻璃放入...
2018 - 12 - 24
一般而言,镜片可分为两大类,即光学镜片(玻璃)和树脂镜片。两者有较大差别,选购因根据使用场所和个人不同需要进行。主要参考如下:   玻璃镜片包括光学玻璃镜片及高折射率镜片(即通常所说的超薄片),其硬度高、耐磨性能好,色散小(通常色散系数为58左右),一般其质量及各项参数不会随时间而改变,但是玻璃镜片的抗冲击性及重量方面要略逊于树脂镜片,再者玻璃镜片不太容易被加工,往往配无框架、半框架眼镜的加工难度会更高,即便加工完成了无框架或半框架眼镜,使用中也会因为玻璃的脆性而特别容易损坏。   树脂镜片一般要比玻璃镜片轻得多,且抗冲击性能、后加工性能都要优于光学透镜玻璃片,对渐进多焦点镜片二次加工,使用树脂坯料能很好地加工实现包含复杂设计曲线的前后表面。但树脂镜片的缺点就是表面硬度较低,比较容易被擦伤,色散相对玻璃片要大。   树脂镜片及镀膜镜片由于其特性较软,所以平时应注意不要让镜面直接接触硬物,擦洗时最好先用清水(或掺合少量洗洁精)清洗,然后用专用试布或优质棉纸吸干眼镜片上的水滴,主要是防止灰尘对镜片表面产生磨擦。   树脂镜片有热固性的材质也有热塑性材质(如PC片),但大部分镜片都有多层膜,这种镜片的耐高温性能不好,在高温下表面会产生龟裂现象,应注意不要在如浴场、桑拿房等场所使用,长期放在暴晒的汽车内也容易产光学镜片生上述现象。在环境条件较脏的地方...
2019 - 02 - 15
树脂镜片的优点是轻、不容易碎,缺点是不耐磨,我们生活的城市,充满了粉尘,FB的时候充满的油脂,如果不注意保养,快的只要半年。正确的方法是用自来水将镜片正反表面的灰尘冲洗掉后,用洗涤剂均匀涂抹在镜片表面,然后用水冲洗掉即可,镜片上残留的水用面纸吸干,一般来说,镜片2天清洁一次即可。   是不是没有划痕镜片就可以一直使用呢,非也。树脂镜片的加工是液化单体高温或紫外线固化而成,随着使用周期变长,环境和温度的变化,镜片表面的膜层和镜片本身的材料都会发生物理变化,膜层在显微镜下看会变的凹凸不平,材料本身局部的光度和配的时候已经不一样了,导致光线散射,舒适度降低,使用时间长会有眼光学透镜睛干涩、发胀的症状,这个时候,您就应该更换镜片了,时间大概在1年半到2年左右。   般常见的镜片分为基片(不加膜镜片,用于染色用途,非常不耐磨)、加硬膜(硅化物膜,透明无色,难分辨)、绿膜(氟化物,增加透光性)、紫膜(金属离子膜,兼顾透光和屏蔽中高频辐射,膜层本身具有导电性和屏蔽功能)。只要是加彩膜的镜片,透光性都可以达到97%以上。   加硬膜主要用于工作环境比较恶劣,自身爱护比较差的顾客使用,镜片不易有划痕,寿命比较长,但是,透光性只有88%,镜片在光线差异比较大的环境里比较容易反光(体现为使用者可以从镜片内侧看到后面的物体,照相的时候表面会反光)。   众所周知光学...
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快速入门 激光的聚焦和准直-深圳市旺鑫盛科技

日期: 2018-07-26
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激光是单波长的光源,具有良好的相干性能,在科研和工业等领域有着广泛的运用。激光光学泛指用于激光内外光路中的光学元件和器件,例如,激光聚焦镜、反射镜、扩束镜、激光切割头。为了让小伙伴们能直观地理解激光的聚焦和准直的概念,小编通过应用案例的形式为大家进行讲解。



应用1:聚焦镜



作为第一个案例,我们来看一个非常普遍的应用,把激光光束聚焦到一个很小的焦点上,如图一所示。我们有一束激光,光束半径为y1,发散角为θ1,它通过一个焦距为f的透镜聚焦。如图所示,我们有θ2= y1/f。光学不变量定律(y2θ2 = y1θ1)告诉我们,聚焦光斑的半径和发散角的乘积是个常量,因此可以得到y2= θ1f。


  


让我们看一个具体的例子,使用一个LBK-5.9-10.3-ET1.9型号的平凸透镜对二氧化碳激光器的出射光束进行聚焦。假设二氧化碳激光器的光束直径为3 mm,全发散角为6 mrad。上述公式中的参数采用光束半径和半发散角,因此有y1= 1.5 mm 和 θ1 = 3 mrad。LBK-5.9-10.3-ET1.9的焦距为10.3 mm。因此,聚焦后焦点的半径为y2= θ1f =30.3 μm,也就是光斑直径为60.6μm。



我们假定使用了完美无相差的透镜。如需进一步减小焦点,我们必须使用短焦距的透镜或者首先对激光进行扩束。若这两种办法都受限于系统设计无法改变,那么60.6 μm就是我们可以实现的最小聚焦光斑。另外,光的衍射效应可能使实际的光斑更大一些,但在目前的讨论中我们不考虑波动光学的影响,只在几何光学的范畴中讨论。




应用2:点光源出射光的准直



另一个比较常见的应用是对从很小的一个光源发出的光进行准直,如图二所示。通常称这种光源为点光源。但是现实中没有绝对意义上的点光源,任何光源都有一定的尺寸,需要在计算中加以考虑。图二中的点光源半径为y1,最大发射角度为θ1。如果用一个焦距为f的透镜对出射光进行准直,那么得到的准直光束的半径为y2= θ1f,发散角为θ2 = y1/f。

 


请注意,不论使用任何透镜,准直后的光束尺寸和发散角都成反比关系。例如,如果希望准直光的准直度增加两倍(θ2减小为1/2),那么光束的尺寸将相应地增加一倍。


  


现实中常见的一个应用是对光纤的出射光进行准直,我们以此作为具体案例加以讨论。某一光纤具有200 μm的芯径,数值孔径(NA)为0.37。因此光源半径y1=100μm。NA是用过光纤的出射角进行定义的,有θ1= 0.37。如果我们再一次使用焦距为10.3 mm的LBK-5.9-10.3-ET1.9透镜对出射光进行准直,准直后的光束半径将为3.8mm,发散角为9.7mrad。二者之间具有反比关系。

 


如果希望得到更小的准直光束,那么必须接受更大的发散;相反如果希望在很长距离上保持光的准直度,我们必会得到更大的光束尺寸。


应用3:扩束

 


实际应用中经常需要对激光光束进行扩束。要实现这一功能,至少需要两片透镜。大多数激光扩束镜采用伽利略式设计,由正透镜和负透镜组合而成。由于较低的扩展系数,简单、紧凑的结构而被广泛应用,扩束镜通过放大激光光束来实现更小的聚焦光斑。



在图三中,一个半径为y1,发散角为θ1的光束经一个焦距为-f1的凹透镜达到扩束。根据应用1和2中的讨论我们知道,θ2= y1/|?f1|。光学不变量定律告诉我们,凹透镜产生的虚像大小为y2 = θ1|?f1|。



这个像处于凹透镜的焦点位置。采用第二片焦距为f2的凸透镜,置于距离凹透镜f2-f1的位置处,对光进行准直,准直后的光束半径为y3= θ2f2,发散角为θ3 = y2/f2。


 


这一系统的扩束系数定义为y3/y1= θ2f2/θ2|?f1| = f2/f1即两片透镜的焦距比。比如,如果想要得到5倍的扩束效果,那么需要选择两片焦距相差5倍的透镜才可以实现,而扩束后的光束发散角也减小为原来的1/5。

 


为了使相差最小化,最好选择这种平凸和平凹透镜,并且使他们平面的一侧面对放置。使用透镜的中心部分可进一步减小相差,因此选择较大尺寸的透镜会有帮助。这种扩束的设计称为伽利略式扩束。采用两片正焦距的凸透镜同样可以实现扩束功能,称为开普勒式扩束,但这种设计的尺寸更长。南京波长光电的BEX系列扩束镜规格齐全,也可依据客户的需求进行定制,另外也有一些特性需求的扩束镜如高功率光束扩束器,主要应用于1030-1090nm光纤激光器,扩束镜采用的熔融石英材料以满足高功率应用,通过C接口连接。除了固定变倍扩束镜外,还有能覆盖从紫外到红外的变倍扩束镜,变倍范围可客样定制。



应用4:大尺寸光源的聚焦


这个应用类似于光学成像,而不同于上述讨论的准直和聚焦。一个典型的例子是把一个发射荧光的样品成像到CCD相机上,光路结构如图四所示。一个较大尺寸的光源,半径为y1,被放置于距离透镜s1的位置,透镜焦距为f,通光孔径为R。


  


如果s1比较大,那么s2将接近于透镜的焦点处f。因此,近似可得θ2~ R/f。然后根据光学不变量定律,可以得到y2= y1θ1/θ2 = y1(R/s1)(f/R)或者y2= 2y1(R/s1)(f/#)其中f/#= f/2R= f/D是透镜的f数,由透镜本身的设计决定。

 


为了得到更小的聚焦,我们可以使用小f数的透镜。同样也可以通过减小R(较小的透镜或者在透镜方面加孔阑)或增大s1来实现。但是采取其中的任何一种方式,都会限制透镜收集的光的总量。


 


例如,如果我们把R减小一倍或者把s1增大一倍,那么透镜收集到的光的量将相应减小为原来的1/4。因此需要根据具体应用平衡选择。



激光元器件不同于传统光学的特点是:光学材料特殊,镜片表面高光洁度,光学膜系精准,激光损伤阈值高。由于激光的种类繁多,光谱覆盖越来越广,功率越来越高,因此对于光学元件器件的指标要求也非常严格。波长光电拥有全面的精密制造和检测设备,如单点金刚石车床,CNC数控抛光机,高校冷凝泵镀膜机,数字式中心偏检测仪,干涉仪,激光真空热度仪,椭偏仪,分光光度仪等设备。波长的光学技师和质量管理团队为客户精心制造适合于高质量激光设备的激光光学元器件。(


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