レーザー切断および深穴ドリル用ベッセルレンズ アプリケーションノート

著者: Neo – 主任エンジニア

イントロダクション

ベッセルレンズは、アキシコンレンズと2組の集光レンズで構成されています。平行光はアキシコンレンズを通過してベッセルビームを形成します。このビームは回折を起こさず、同心円状のリングを持ち、各リングのパワーは互いに等しくなります。リングの直径は焦点深度の変化に応じて変化しますが、リングの厚さは一定です。このタイプのリング集光ビームは、直径と深さの比率が大きい材料加工用途に非常に適しています。

図1にベッセルレンズの基本的な光学設計原理を示します。 レンズ全体は、XNUMX組のアキシコンレンズとXNUMX群の集光レンズで構成されています。

動作原理

アキシコンレンズを通したベッセルビームの生成により、回折特性のない横方向の光エネルギー分布が生成されます。 ビームが収束する位置では、より長い回折のない領域が生成され (図 2)、ビームのエネルギー密度は伝播距離によって変化しません。 アキシコンレンズと集束レンズを組み合わせると（図3）、高エネルギーのベッセルビームが得られます（図4）。

ベッセル ビーム光学システムの利点は、入力ビームの直径のサイズを調整するだけで出力ビームの焦点深度 (DOF) を調整できることにあります。 入力ビーム直径と出力ビーム DOF の間にはほぼ線形の関係があるため (図 5)、当社のベッセル レンズはお客様のニーズを満たすソリューションです。

応用分野

ベッセル レンズは、多用途性、高効率、精密な材料加工が求められる現代の産業用途のレーザー切断や深穴穴あけに適しています。 これらのレンズは、小さな集束スポット サイズと長い焦点深度を必要とするレーザー プロセス技術の特殊な分野に対する独自のソリューションです。 レーザー切断システムと統合することで、高い局所性と集束ビームの厳密な方向制御を生成し、鋼、ガラス、その他の材料の切断に柔軟性をもたらします。 内蔵の補償機構により、顧客が希望する光学性能を満たすように調整することができます。