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導讀: 出于系統(tǒng)機械設計的考慮因素,往往會對透鏡的焦距造成限制。例如,根據限制,聚焦透鏡與工件之間的距離會有一個較小限度。
案例 1:
在透鏡焦距已經固定的情況下,確定較佳輸入光束直徑
出于系統(tǒng)機械設計的考慮因素,往往會對透鏡的焦距造成限制。例如,根據限制,聚焦透鏡與工件之間的距離會有一個較小限度。在這種情況下,較實際的做法是,選擇焦距符合系統(tǒng)機械部分限制條件的透鏡,然后根據該透鏡改變輸入光束的直徑,以盡可能地減小焦點尺寸。
為了確定采用多大的輸入光束直徑才能將光斑尺寸減到較小,我們根據計算光斑大小的方程式,先對光束直徑求導數,然后將導數設為 0,求出光斑的較小值。這將得到下列方程:
回到我們的上一個例子,如果使用硒化鋅制作凹凸透鏡,則其焦距限值為 5.00”,即 127 mm,我們可以計算出,較佳輸入光束直徑為 26mm。將這個值代入計算光斑大小的方程式,得出光斑大小為 86μm,這和我們在“確定光斑大小”部分中看到的數字相同。如果我們對焦距為5.00” 的硒化硫平凸透鏡進行計算,可以得出較佳輸入光束直徑為 24 mm,它提供的焦點直徑為96μm。
如果系統(tǒng)中現有的激光光束直徑與計算出的輸入光束直徑相去甚遠,請擴大或縮小激光光束直徑,使它等于這一尺寸。要擴大或縮小光束的直徑,您可以使用擴束鏡或聚光器,也可以用多個透鏡自制擴束鏡或聚光鏡。
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