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如何选择合适的聚焦透镜

导读: 出于系统机械设计的考虑因素,往往会对透镜的焦距造成限制。例如,根据限制,聚焦透镜与工件之间的距离会有一个最小限度。

  案例 1:

  在透镜焦距已经固定的情况下,确定最佳输入光束直径

  出于系统机械设计的考虑因素,往往会对透镜的焦距造成限制。例如,根据限制,聚焦透镜与工件之间的距离会有一个最小限度。在这种情况下,最实际的做法是,选择焦距符合系统机械部分限制条件的透镜,然后根据该透镜改变输入光束的直径,以尽可能地减小焦点尺寸。

  为了确定采用多大的输入光束直径才能将光斑尺寸减到最小,我们根据计算光斑大小的方程式,先对光束直径求导数,然后将导数设为 0,求出光斑的最小值。这将得到下列方程:

  回到我们的上一个例子,如果使用硒化锌制作凹凸透镜,则其焦距限值为 5.00”,即 127 mm,我们可以计算出,最佳输入光束直径为 26 mm。将这个值代入计算光斑大小的方程式,得出光斑大小为 86μm,这和我们在“确定光斑大小”部分中看到的数字相同。如果我们对焦距为 5.00” 的硒化硫平凸透镜进行计算,可以得出最佳输入光束直径为 24 mm,它提供的焦点直径为96μm。

  如果系统中现有的激光光束直径与计算出的输入光束直径相去甚远,请扩大或缩小激光光束直径,使它等于这一尺寸。要扩大或缩小光束的直径,您可以使用扩束镜或聚光器,也可以用多个透镜自制扩束镜或聚光镜。

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