لنزها اجزای حیاتی در سیستم‌های لیزری هستند که به‌ویژه در لیزر فایبر نقش مهمی در هدایت و متمرکز کردن پرتو دارند.
انواع لنزهای دستگاه لیزر مانند لنزهای کولیمیت (موازی‌کننده) و فوکوس (متمرکزکننده) به‌طور خاص طراحی شده‌اند تا با حداکثر کارایی، پرتو لیزر را به نقطه مدنظر هدایت کنند.
همچنین شیشه‌های محافظ برای جلوگیری از آلودگی و آسیب به لنزها در نظر گرفته شده‌اند تا عملکرد بهینه سیستم لیزری حفظ شود.
در این مقاله، به معرفی انواع لنزها و بررسی نقش آن‌ها در دستگاه‌های لیزر خواهیم پرداخت.
✅ برای خرید انواع لنز دستگاه برش لیزر و جوش و کسب اطلاعات بیشتر، می‌توانید به صفحه لنز دستگاه فایبر مراجعه کنید.
انواع لنزهای دستگاه لیزر
سیستم نوری خروجی دستگاه لیزر معمولاً از لنزهای مختلفی مانند کولیمیت (موازی‌کننده)، لنز فوکوس (متمرکزکننده) و شیشه‌های محافظ (پروتکتیو لنز) تشکیل شده است.
لنزهای موجود در هد لیزر فایبر از سیلیس ذوب‌شده ساخته شده‌اند و به طور خاص برای کمترین جذب و بیشترین انتقال پرتو لیزر با طول موج 1064 نانومتر به ورق فلزی طراحی شده‌اند.
در ادامه به معرفی کامل‌تر انواع لنزهای دستگاه لیزر خواهیم پرداخت:
1- لنز کولیمیت یا موازی‌ساز (Collimating Lens)
لنز کولیمیت، اشعه واگرای خروجی از فیبر نوری را دریافت و آن را به یک پرتو موازی (همسو) تبدیل می‌کند که واگرایی آن کاهش یافته است.
2- لنز فوکوس یا متمرکزکننده (Focusing Lens)
یکی دیگر از انواع لنزهای دستگاه لیزر، لنز فوکوس است.
مانند سایر سیستم‌های لیزر برای کاربردهای پردازش فلزات، وظیفه اصلی لنزهای فوکوس متمرکز کردن انرژی خروجی پرتو لیزر در یک نقطه خاص (فاصله کانونی) است که بسته به کاربرد تغییر می‌کند.
فاصله کانونی که با شعاع انحنای لنز تعریف می‌شود، مهم‌ترین ویژگی یک لنز فوکوس است.
هر هد لیزری با توجه به برند و مدل خاص خود، لنزهای کولیمیت و فوکوس مخصوص به خود را دارد و هنگام تعویض، باید به کدها و مدل هد توجه کرد.
به عنوان مثال در مدل زیر عبارت “D30 F100mm/F125mm” به این معناست که این هد از سری Retools مدل Bm111 دارای قطر لنز داخلی 30 میلی‌متر، کولیمیت 100 میلی‌متر و فوکوس 125 میلی‌متر است.
نکته:
در شکل زیر، شماتیک بازشده پک لنز کولیمیت و فوکوس را مشاهده می‌کنید.
در این شکل، مشاهده می‌شود که هر دو لنز فوکوس و کولیمیت از دو لنز تشکیل شده‌اند که روی هم قرار می‌گیرند.
یکی از لنزها ضخیم‌تر و دیگری نازک‌تر است و هر دو دارای انحنا (تحدب و تقعر) هستند. قرارگیری صحیح این اجزا باعث عملکرد درست لنز فوکوس یا کولیمیت می‌شود.
نقش لنزها در سیستم لیزر فایبر و فرآیند برش فلزات
لیزر فایبر یک نوع لیزر حالت جامد است که از طراحی یکپارچه‌ای برای بهبود راندمان و کیفیت پرتو استفاده می‌کند.
اشعه لیزر فایبر توسط دیودها تولید و از طریق کابل فیبر نوری هدایت می‌شود.
لیزر از داخل هسته فیبر عبور می‌کند و تقویت می‌شود. این فرایند مشابه نحوه انتقال داده‌ها است.
پس از آن نور تقویت‌شده از کابل فیبر نوری خارج می‌شود و با استفاده از لنز کولیمیت (موازی‌ساز)، نور لیزر به‌صورت موازی درمی‌آید و سپس توسط یک لنز فوکوس (متمرکزکننده)، در یک نقطه متمرکز می‌شود.
در این مرحله با فوکوس شدن پرتو لیزر، قدرت اشعه چندین برابر افزایش می‌یابد و این امکان را می‌دهد که قطعه مدنظر برش داده شود.
استفاده از لیزر فایبر در صنعت فرآوری فلزات به‌ویژه برای برش، روز به روز محبوب‌تر می‌شود چرا که مزایای بسیاری نسبت به سایر فناوری‌ها دارد.
لیزر فایبر در برش فلزات نازک با توجه به توان دستگاه، سرعت بالایی دارد و همچنین در ورق‌های ضخیم، برش‌هایی با کیفیت بسیار بالا ایجاد می‌کند.
این پیشرفت‌ها کمک زیادی به صنعت کرده‌اند.
لنزهای دستگاه که جزو اجزای مهم در هد لیزر فایبر هستند، نقش بسیار کلیدی در فرآیند برش دارند.
همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، پس از خارج شدن پرتو لیزر از فیبر نوری، این پرتو وارد هد دستگاه می‌شود. سپس از طریق مسیر اپتیکی عبور می‌کند و در نهایت اشعه پر انرژی از نازل بیرون می‌‌آید.
ما گفتیم در سیستم نوری خروجی دستگاه‌های لیزر از شیشه محافظ نیز استفاده می‌شود.
این قطعه چه نقشی دارد؟
نقش شیشه‌های محافظ در محافظت از لنزهای لیزر
لنزهای کولیمیت و فوکوس در هدهای برش لیزری فایبر به آلودگی بسیار حساس هستند.
به همین دلیل هدهای لیزر فایبر برای محافظت از این لنزها از شیشه‌های محافظ پایین و میانی استفاده می‌کنند.
این شیشه‌ها از لنز فوکوس در برابر آلودگی محافظت می‌کنند.
همچنین برای محافظت از لنز کولیمیت، شیشه‌های محافظ بالایی وجود دارند که تعداد آن‌ها بسته به نوع هد ممکن است یک یا چند عدد باشد.
شیشه‌های محافظ پایین و میانی دقیقاً در مقابل لنز فوکوس قرار دارند و به عنوان مانع بین لنز و ورق فلزی عمل می‌کنند.
این شیشه‌ها از لنزها در برابر پاشش مواد و آلودگی‌های محیطی، محافظت و عملکرد اپتیک‌های لیزری را حفظ می‌کنند.
آلودگی لنزهای فوکوس و کولیمیت یکی از عوامل اصلی کاهش عملکرد لیزر و خرابی احتمالی در عملیات لیزری است.
نازل‌ها در قسمت انتهایی خود یک سوراخ ریز دارند که ممکن است سرباره، بخار یا پاشش به لنزها برسد و باعث آلودگی آن‌ها شود.
بنابراین وجود شیشه محافظ هد لیزر در این دستگاه‌ها بسیار مهم است و از لنزها در برابر آسیب و کاهش راندمان محافظت می‌کند.
جمع‌بندی: لنزها اجزای کلیدی دستگاه‌های لیزر هستند!
لنزهای لیزر از اجزای کلیدی در عملکرد دستگاه‌های لیزر فایبر هستند که نقش مهمی در هدایت و متمرکز کردن پرتو ایفا می‌کنند.
انواع لنزهای دستگاه لیزر شامل لنزهای کولیمیت (موازی‌ساز) و فوکوس (متمرکزکننده) می‌شوند که هرکدام وظیفه خاصی در بهینه‌سازی مسیر پرتو دارند.
لنز کولیمیت، اشعه واگرای خروجی از فیبر نوری را همسو می‌کند و لنز فوکوس، این اشعه را در نقطه‌ای مشخص متمرکز می‌کند تا قدرت دستگاه افزایش یابد.
برای حفظ کیفیت عملکرد دستگاه، بررسی وضعیت لنزها اهمیت زیادی دارد.
پس اگر با دستگاه‌های لیزری سروکار دارید، پیشنهاد می‌کنیم مطلب “تست لنزهای داخلی هد دستگاه لیزر” را مطالعه کنید تا از سلامت و کارایی بهینه لنزها اطمینان حاصل کنید.
