用于激光切割和深孔钻孔的贝塞尔透镜应用说明

作者:Neo——首席工程师

介绍

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图1:贝塞尔透镜产品概要

A 贝塞尔透镜轴锥透镜 和两套 聚焦镜。 准直光穿过轴锥透镜形成贝塞尔光束,该光束是非衍射的并且具有同心环,每个同心环具有彼此相同的功率。 环直径随着焦深的变化而变化,但环厚度保持不变。 这种类型的环聚焦光束更适合具有直径与长度深度比的材料加工应用。

图1显示了贝塞尔透镜的基本光学设计原理。 整个镜头由一组轴锥透镜和两组聚焦透镜组成。

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图 2:贝塞尔透镜光学设计

工作原理

通过轴锥透镜产生的贝塞尔光束产生没有衍射特性的横向光能量分布。 在光束会聚的位置,会产生较长的无衍射区域(图2),其中光束能量密度不随传播距离而变化。 将轴锥透镜与聚焦透镜相结合(图 3),可以获得高能贝塞尔光束(图 4)。

贝塞尔光束光学系统的美妙之处在于,只需调整输入光束直径的大小即可调节输出光束焦深(DOF)。 由于输入光束直径和输出光束自由度之间存在近似线性关系(图 5),我们的贝塞尔透镜是满足您需求的解决方案。

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图3:贝塞尔光束区域分布
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图 4:贝塞尔光束光学系统布局
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图 5:(a) 贝塞尔区能量密度分布仿真图
(b) 输出光束的光束轮廓分析(FWHM)
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图 6:(a) 纵向截面与自由度的关系图,以及 (b) 输出光束尺寸 (FWHM) 与输入光束直径的关系图

应用领域

贝塞尔透镜适用于现代工业应用的激光切割和深孔钻孔,满足多功能性、高效率和精密材料加工的要求。 这些镜头是针对需要小聚焦光斑尺寸和长焦深的激光加工技术专业领域的独特解决方案。 它与激光切割系统集成,可对聚焦光束进行高度定位和严格的方向控制,为切割钢材、玻璃和其他材料提供灵活性。 内置补偿机制允许客户进行调整以满足他们所需的光学性能。

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