激光切割机的激光头有哪三个镜片?

激光切割机的激光头有哪三个镜片?,第1张

这个问题有些不准确。激光切割机的激光头结构如下:

从上到下,激光头内部的镜片依次是:准直镜、聚焦镜、保护镜。

准直镜:经过聚焦镜之后聚焦光斑的面积相比于从刚从能量光纤出的点光的面积大一倍,能量密度是原来的1/2。

聚焦镜:利用激光束的能量进行切制,必须把激光器射山的原始光束经过透镜聚焦,才能形成高能量密度的光斑。根据高斯光学理论,焦点处功率密度最高。

保护镜:当激光对材料进行切割时,工作表面会释放大量的气体和飞溅物,这些气体和飞溅物会对激光切割头中的聚焦镜造成伤害,此时需要保护镜来对聚焦镜进行保护。

希望我的回答可以帮助到您~

准直镜是用于CO2激光和红外光学系统的仪器,制作材料为铜。

准直镜是针对点光源来说的,而所谓的点光源,在生活中见的比较多的如:火柴头点燃、老式手电筒的灯泡、从能量光纤中出来的激光。

而对于工业激光行业来说,准直镜基本就是针对从能量传输光纤中出来的激光来谈的。经过聚焦镜之后聚焦光斑的面积相比于从刚从能量光纤出来的点光源的面积大一倍,能量密度是原来的1/2。

扩展资料:

类似功能的仪器:扩束镜

扩束镜能够改变激光光束直径和发散角,发散是指光波在其空间传播过程中以一定角度展开。甚至完美的没有任何异常的光线也会由于衍射效应经历某些光束的发散。

光束的远场发散定义了一个给定光束直径最好的准直效果。它也说明了光束的零发散角或者说最好的准直是不可能达到的,因为要做到这些需要有无穷大的光束直径。但是这个等式也表明了改善发散的可能性。

参考资料来源:百度百科-准直镜

参考资料来源:百度百科-扩束镜

全息瞄准镜光路结构:

下面我们来看一种典型的全息瞄准镜——美国L3通讯公司的EOTech全息衍射瞄准镜。

右图是EOTech 552系列的光路结构示意图,细心的人肯定注意到了,图上除了激光器、反射镜、全息照片这些元件外,还多出了一个新的东西——光栅。为什么要装这个光栅,它有什么用处呢?这个光栅是用来消除视差的。等等,前面不是说了全息式瞄准镜不会发生视差么?怎么这里又要消除视差了?这个问题还要细说一下。

EOTech是注重实用性的商品,不是实验室里的实验器材,因此对它的尺寸规格有一定的要求,不能太大太重。为了使结构紧凑,EOTech上使用的是小巧的半导体激光器。但是半导体激光器有个问题,它对环境温度的变化比较敏感,发出的激光的波长会随着环境温度的变化而变化。前面在全息图像的显像那一段里有说过,要看到包含原分划板全部信息的图像,那么就要用一束与拍摄时的参考光相同波长的平行光线作为再现光,以与参考光在拍摄时照射在全息感光底片的角度相同的入射角度再照射到全息片上。波长一致和角度一致,这两个条件缺一不可,如果波长不同会怎么样呢?看看这张示意图:

图中全息片左侧的是红线是再现光,全息片右侧的红线是再现光与参考光波长一致的情况下的衍射光的光路,而绿色的线则是波长不一致的情况下的衍射光光路。在波长不一致的时候,衍射光的衍射角会发生变化,人眼看到的虚像的位置就会出现在绿线的反向延长线方向上(图中未画出),也就是光点会上下偏移。

该如何解决这个问题呢?给激光器上装一个恒温装置?这个方法理论上是可行的,但是正如前面所说的,作为商品的EOTech瞄准镜对尺寸规格有一定的要求,你不能让使用者抱着一个空调去瞄准。那又要怎么办呢?我们再回想一下前面说过的全息瞄准镜的瞄准原理——当人眼看到虚像时,人眼的视线如果和q械的瞄准线是平行的,那么此时就是正确的瞄准状态。也就是说只要保证从全息片后面输出的衍射光的光路方向的一致性,就可以用于瞄准,而全息片前面的再现光的光路或者波长是否与拍照时的参考光一致对使用者来说其实并不重要。那么此时光栅就派上用场了。

这是在全息片前面加上一个光栅后的效果示意图,图中红色的线是再现光与参考光的波长、光路均一致状态下的衍射光路,而蓝色和绿色的线则是在波长不一致状态下的光路。可以看到,由于光栅的存在,使得波长变化时的再现光照射在全息片上的角度也发生了变化,这样一来,虽然因为波长的变化而导致衍射光的衍射角也发生变化,但是因为再现光的入射角也发生了变化,入射角的变化补偿了衍射角的变化,使得最后输出的衍射光的方向都一致了,这样人眼就可以看到一个位置稳定的光点的图像了。全息瞄准镜对着晴朗的天空的任何一个位置,都能清晰的看到亮堂堂的分化符号,这是最基本常识。

这套系统实际上是个双光栅系统,因为全息片本身也是一个复杂的光栅,用的是色散补偿的方法来修正视差。其中的原理解释起来有些麻烦,我就不再赘述了,不过大家可以把这个系统想象成两个互相倒置的三棱镜,当一束光从这两者中通过时,不论入射光的颜色是什么样的(也就是波长不同),这个系统都能输出方向一致的光线。

EOTech的光路示意图上是反射光栅。光栅在这里还有另一个作用,就是可以通过对光栅在水平和垂直方向上调节来校正光点图像的位置。 那么我们最后再回过头看看EOTech的示意图,它的工作过程是这样的——半导体激光器发出激光束,由平面反射镜反射到准直反射镜上,再由准直镜将光线做成平行光并反射到反射衍射光栅上。经反射衍射光栅反射的光线照射到全息片上,再经过衍射后传到人眼中,这时人眼就看到产生了原来的分划板的全息图像,这个像是像距也是无限远的虚像。由于全息照片的每一部分都能记录原分划板的信息,所以它可以让观察者在任意方向上都看到它。在一支已经归零的EOTech上,如果你能看到那个光点,这就表明你的视线此时和q械的瞄准线是平行的,所以你只需要把光点对准目标就可以射击了。

4、全息瞄准镜的成熟光路:EOTECH 公司最早曾有过第一代全息瞄准镜400系列,即采用全息透镜(透射光栅)做准直镜兼做光栅的设计(见下图图A1),或先准直再用透射光栅的设计(见下图图A2)。但经实践检验后第一代全息瞄准镜遭到抛弃。最后才有了我们现在看到的第二代全息瞄准镜552系列的光路结构(见下图图B)。

5、误解:网上一些军坛有流传着这样一个说法,大意就是说因为全息照片的每一部分都能记录原分划板的信息,所以即使瞄准镜上的全息照片在使用时出现了破损也能正常工作,不会影响瞄准效果。这个说法在我看来就像莎士比亚的《威尼斯商人》中“只准割一磅肉而不能流一滴血”这个条件一样无法实现。全息瞄准镜对系统中各个元件的安装精度都有非常严格的要求,纳米级的偏差都会造成非常大的视差。如果EOTech上的全息片都损坏了的话,谁能保证里面的激光器、反射镜、光栅这些零件都能安然无恙?全息相片的特性在全息瞄准镜上也只是理论上可以实现,实际中则几乎不可能得到应用。而且即便除了全息片以外的元件都极为好运的没有受损,那么也会因为全息片的尺寸减小,而导致图像的分辨率会随之降低,因此看到的光点会变得模糊,一样会影响到瞄准效果。


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