In het precieze optische pad van delasermarkeringsmachineIn dit artikel zullen we het werkingsprincipe, de technische parameters van de straalverbreider, de werking van de beam expander, de werking van de beam expander en de werking van de beam expander bespreken.en zijn beslissende invloed op het lasermarkeringsproces.
Om te begrijpen waarom een straalverbreider nodig is, moeten we eerst erkennen dat de lichtstraal die rechtstreeks uit de laser komt, twee inherente kenmerken heeft:
Beam divergentie hoek: Tijdens het verzendproces van de laser is het geen perfect parallelle straal. Naarmate de afstand die hij aflegt toeneemt, verspreidt hij zich geleidelijk.Deze verspreidingshoek wordt de divergentiehoek genoemd (eenheidDe Commissie heeft de volgende voorstellen ingediend:
Gauss-stralingskenmerken: de energieverdeling van de laserstraal in de dwarsdoorsnede volgt een Gauss-patroon,Dat betekent dat het helderst is in het midden en geleidelijk afneemt naar de randen..
Als dit soort afwijkende stralen rechtstreeks voor het markeren worden gebruikt, ontstaat er een ernstig probleem: de grootte van de scherpgestelde vlek verandert met de werksafstand.
Wanneer de afstand dichtbij is: de lichtbundel is nog niet volledig verspreid.
Op lange afstand: de straal is aanzienlijk verspreid. Zelfs na het focussen door dezelfde lens, zal de resulterende lichtvlek groter worden, de krachtdichtheid zal afnemen,waardoor de markeringslijnen dikker worden, wazig en zelfs niet in staat om de materiële drempel te bereiken.
Dit beperkt het effectieve werkbereik (velddiepte) van de markeermachine sterk.en maakt het uiterst moeilijk om op verschillende hoogten of op gebogen oppervlakken consistente markeringsresultaten op werkstukken te behouden.
II. De fundamentele functie van de straalverbreider is het aanpakken van bovengenoemde problemen.
De binnenvallende laserstraal met een kleinere diameter worden omgezet in een uitgangslaserstraal met een grotere diameter, een kleinere divergentiehoek (dichter bij parallel).
Dit proces wordt in de optica "balkcollimatie" genoemd.
Technisch beginsel: gebaseerd op een omgekeerd telescoopsysteem
De meest voorkomende straalverruimende lenzen zijn Kepleriaanse of Galilei-structuren, bestaande uit een paar lenzen: een collimatie-lens met een korte brandpuntlengte (de invoerlens) en een uitgangslens met een lange brandpuntlengte.
Incidentie: een lichtstraal met een divergentiehoek gaat eerst door een collimatie-lens.Deze lichtstraal zal aanvankelijk gefocust zijn en convergeren naar een enkel punt van focus.
Vertaling: voordat de straal zich weer heeft verdeeld, laat je hem door de uitgangslens gaan.Het zal de straal "terugtrekken" en het op een meer parallelle manier laten uitgaan..
De uiteindelijke uitgangsstraal heeft niet alleen een grotere diameter, maar ook een aanzienlijk verminderde divergentiehoek.
Sleutelformule:
De prestaties van de straalverbreider worden bepaald door twee belangrijke parameters:
Uitbreidingsverhouding (M):
Onder hen f2 is de brandpuntsafstand van de uitgangslens, f1 is de brandpuntsafstand van de collimerende lens, D out is de diameter van de uitgangsstraal en D in is de diameter van de ingangsstraal.Bijvoorbeeld:, kan een 3x-straalverbreider de diameter van de ingangsstraal met 3 keer vergroten.
Divergentiehoekcompressie:
De divergentiehoek θ uit de uitgangsstraal wordt samengeperst tot 1/M van de ingangsdivergentiehoek θ in.Dit betekent dat een 3x balk expander kan de divergentie hoek te verminderen tot een derde van de oorspronkelijke waarde.
III. Nadat de lichtstraal door de straalverbreider is gecollimateerd, komt deze in de spiegel en de lens (F-θ-lens) en ontstaat een kwalitatieve sprong:
1Om een kleinere scherpstelling te verkrijgen en de markering nauwkeuriger en beter te maken
Volgens de theorie van optische diffractie is de diameter d van de scherpgestelde vlek ongeveer:
Onder hen is λ de golflengte van de laser, f de brandpuntsafstand van de lens en D de diameter van de lichtbundel die de lens binnendringt.
De conclusie is voor de hand liggend: het uitbreidende objectief vergroot de diameter D van de inslagstraal op het veldobjectief en vermindert daarmee rechtstreeks de grootte van de scherpgestelde vlek d.Een kleinere vlek betekent fijnere lijnen., een hogere grafische resolutie en scherpere randen, wat cruciaal is voor het markeren van QR-codes, micro-tekst en complexe logo's.
2Verhoog de scherptediepte en vergroot het werkbereik
Diepte van het veld verwijst naar het assafstandsbereik waarbinnen een aanvaardbare scherpgestelde vlekgrootte kan worden gehandhaafd.dus de vlekgrootte verandert heel weinig over een lange verspreidingsafstandDit stelt de lasermarkeringsmachine in staat op werkstukken van verschillende hoogte en zelfs op oppervlakken met bepaalde bochten te markeren zonder de brandpuntsafstand vaak aan te passen.De Commissie heeft in haar advies over het voorstel voor een richtlijn van de Raad tot vaststelling van deDit is met name belangrijk bij het hanteren van onevenwichtige werkstukken op dienstrekken in een geautomatiseerde productielijn.
3. Bescherm optische componenten en verhoog de vermogen dichtheid
Vermindering van de krachtdichtheid: de laserstraal wordt uitgebreid voordat hij de lens van de spiegel binnengaat,waardoor het doorsnedegebied toeneemt en de vermogendichtheid (vermogen per oppervlakte-eenheid) afneemtDit vermindert de thermische belasting op de spiegellens en de mogelijke schade, waardoor de levensduur ervan wordt verlengd, met name in toepassingen voor lasermarkering met een hoog vermogen.
Verbeteren van het energieverbruik: een kleinere scherpgestelde plek betekent meer geconcentreerde energie, wat resulteert in een hogere vermogendichtheid op het materiaal wanneer het laservermogen hetzelfde is.Dit maakt het merken efficiënter., sneller of maakt het mogelijk om hetzelfde markeringseffect te bereiken met minder vermogen, waardoor energie wordt bespaard en de levensduur van de laser wordt verlengd.
De straalverbreider, die niet alleen de technische basis vormt voor het bereiken van een hoge nauwkeurigheid en hoge resolutie, maar ook de sleutel is tot het uitbreiden van de aanpassingsvermogen van de apparatuur,bescherming van de optische kerncomponentenHet kan worden gezegd dat zonder een straalverbreider in een lasermarkeringsmachine de prestaties ervan sterk verminderd zullen zijn.Het begrijpen en correct toepassen van de straalverbreider is een onmisbaar onderdeel van het optimaliseren van elk lasermarkeringssysteem.