notícias da empresa sobre Lentes Ópticas: Uma Análise Detalhada de Tipos e Funções

Lentes Ópticas: Uma Análise Aprofundada de Tipos e Funções

O próprio nome "lente" revela sua natureza de transmissão de luz. As lentes são feitas principalmente de materiais transparentes. Embora esses materiais possam ser opacos à luz visível, eles permitem que a luz de comprimentos de onda específicos passe por eles. Portanto, uma lente pode ser considerada um dispositivo de transmissão de luz para comprimentos de onda específicos. Por exemplo, a lente de campo de CO2 comum é feita de Arsenieto de Gálio (GaAs), que é opaco ao olho humano, mas atua como uma lente para a luz laser de CO2.

Em seguida, vamos nos aprofundar nos diversos tipos e funções das lentes. A função principal de uma lente reside em sua refração da luz, permitindo o foco da luz paralela e a colimação de fontes de luz pontuais. As lentes vêm em várias formas, comumente lentes convexas e côncavas. As lentes convexas são caracterizadas por serem mais espessas no centro e mais finas nas bordas, e são divididas em tipos côncavo-convexo, plano-convexo e duplo-convexo. As lentes côncavas são o oposto, sendo mais finas no centro e mais espessas nas bordas, incluindo os tipos duplo-côncavo, plano-côncavo e convexo-côncavo. É importante notar que a classificação das lentes convexo-côncavas pode mudar dependendo do grau de sua curvatura.

Na indústria de lasers, encontramos frequentemente vários tipos de lentes, como lentes de foco, lentes de colimação e expansores de feixe.

Lentes de Foco

Uma lente de foco é aquela que focaliza um feixe paralelo em uma fonte de luz pontual e é amplamente utilizada. Além disso, existem lentes de foco especiais, como lentes asféricas ou acromáticas, para atender a necessidades específicas de aplicação.

• 1. Lentes de Foco Asféricas: Estas são lentes usadas para eliminar a aberração esférica, incluindo lentes de foco asféricas combinadas e lentes asféricas únicas. A aberração esférica se refere ao foco desigual da luz devido à forma esférica de uma lente; ou seja, os raios de luz próximos ao centro da lente focalizam em um ponto diferente dos raios nas bordas. Isso impede que todo o feixe se concentre em um único ponto, em vez disso, espalhando-o por uma distância maior, o que afeta a qualidade do corte. Para resolver esse problema, pode-se usar lentes de foco compostas por dois ou três elementos de lente combinados para corrigir a aberração esférica, ou usar lentes asféricas únicas. Dentre estas, a lente asférica única é a melhor escolha, mas é mais cara. Tais lentes asféricas combinadas e lentes asféricas únicas eram comuns durante a era dos cortadores YAG, mas seu uso diminuiu gradualmente com a popularidade dos lasers de fibra.

• 
  

• 2. Lentes de Foco de Elemento Único: Este termo é usado em relação às lentes de foco asféricas combinadas. Uma lente de elemento único consiste em uma peça de lente e tem uma estrutura simples. No entanto, como ela só pode corrigir parte da aberração esférica, sua eficácia pode não corresponder à das lentes de foco combinadas de vários elementos. Diante do aumento da adoção de lasers de fibra, o uso de lentes de foco de elemento único diminuiu gradualmente, mas elas ainda mantêm uma certa demanda de mercado.

• 
  

• 3. Características de Aberração Esférica de Lentes de Elemento Único e Comparação com Lentes Asféricas Combinadas: Lentes de foco de elemento único, compostas principalmente por uma peça de lente, têm uma estrutura simples, mas só podem corrigir parte da aberração esférica, potencialmente tornando seu desempenho ligeiramente inferior ao das lentes de foco combinadas de vários elementos. No entanto, elas ainda mantêm uma certa demanda de mercado em meio à tendência de crescente adoção de lasers de fibra. Por outro lado, as lentes asféricas combinadas conseguem a correção da aberração esférica combinando inteligentemente elementos de lente positivos e negativos. Especificamente, quando uma lente positiva é combinada com uma lente negativa, e o valor da aberração esférica positiva da lente positiva compensa exatamente o valor da aberração esférica negativa da lente negativa, essa combinação de lentes pode efetivamente eliminar a aberração esférica. Este é o princípio de funcionamento exclusivo das lentes asféricas combinadas.

• 
  

• 4.Lentes Acromáticas: Devido aos diferentes efeitos refrativos dos materiais das lentes na luz de diferentes comprimentos de onda, a aberração cromática pode ser encontrada em aplicações práticas. Por exemplo, durante o alinhamento de visão coaxial em máquinas de marcação ou soldagem a laser de fibra, se uma lente padrão for usada, você pode descobrir que, quando o campo de visão da CCD está claro, o resultado do corte ou soldagem não é ideal, exigindo um ajuste fino da posição focal para obter um processamento satisfatório. No entanto, ao ajustar o foco para o melhor resultado de processamento, o campo de visão fica embaçado novamente. Isso é causado principalmente pela aberração cromática. Especificamente, as lentes convexas têm uma capacidade refrativa mais forte para comprimentos de onda mais curtos e uma mais fraca para comprimentos de onda mais longos; as lentes côncavas (negativas) são o oposto, tendo uma capacidade de divergência mais forte para comprimentos de onda mais curtos e uma mais fraca para comprimentos de onda mais longos. Com base nessa compreensão, sistemas de lentes compostos por lentes convexas e côncavas podem ser projetados para eliminar os efeitos da aberração cromática. Deve-se notar, no entanto, que, devido à demanda relativamente menor por lentes acromáticas, seu preço geralmente é mais alto.

Lentes de Colimação: Princípio e Função

Uma lente de colimação, como o nome sugere, é uma lente que transforma uma fonte de luz pontual em um feixe paralelo. Seu princípio de funcionamento é exatamente o oposto de uma lente de foco. Quando uma fonte de luz pontual é colocada em um comprimento focal de uma lente de foco, um feixe paralelo é formado no outro lado da lente. Esse processo de conversão é a função fundamental da lente de colimação.

Lentes de Colimação de Fibra: Aplicação e Ajuste

As lentes de colimação de fibra desempenham um papel fundamental em aplicações como cabeças de corte de fibra e cabeças de soldagem de fibra. Se certas aplicações exigirem a eliminação da aberração esférica ou cromática, então lentes de colimação de feixe combinadas podem ser usadas para atender a essa necessidade.

Expansores de Feixe

Além disso, os expansores de feixe são componentes ópticos comuns cuja função é ampliar o feixe. Embora as lentes de colimação e os expansores de feixe emitam feixes paralelos, seus princípios de funcionamento e estruturas diferem. Uma lente de colimação recebe uma fonte pontual como entrada e emite um feixe paralelo, e a fonte pontual deve ser colocada em um comprimento focal da lente. Um expansor de feixe, no entanto, recebe um feixe paralelo e emite um feixe paralelo, apenas ampliando o feixe paralelo, e a posição da fonte tem pouca influência sobre ele. Para projetos e aplicações específicas de expansores de feixe, você pode consultar meus outros artigos para uma compreensão mais profunda.

Lentes Geradoras de Linha: Aplicação

A função de uma lente geradora de linha é transformar um feixe paralelo em uma linha de luz mais longa, fazendo com que ela se espalhe em forma de leque. Esse tipo de lente tem potencial valor de aplicação na detecção da planicidade do produto. Ao ligar a luz e digitalizar o produto, quaisquer partes elevadas ou rebaixadas bloquearão a luz, revelando assim a planicidade do produto.

Lentes de Colimação de Luz de Linha: Aplicação

A lente de colimação de luz de linha é projetada para colimar com precisão um feixe paralelo em uma luz paralela linear. Esse processo envolve o uso de uma lente côncava cilíndrica para divergir a luz paralela e, em seguida, uma lente convexa cilíndrica cujo ponto focal coincide com o ponto focal virtual da lente côncava, colimando assim o feixe. Além disso, esse tipo de lente de colimação de luz de linha também pode ser usado para detectar a planicidade da superfície, embora sua aplicação específica possa variar dependendo da situação.

Placas de Cunha: Aplicação

Uma placa de cunha é uma lente com um ângulo entre suas superfícies frontal e traseira, o que significa que elas não são paralelas. Quando um laser passa por essa lente, o feixe é desviado em um determinado ângulo. Essa característica é utilizada em cabeças de soldagem oscilantes. Quando a placa de cunha gira, o feixe de laser desviado também gira, traçando um padrão circular, formando assim um ponto em forma de anel. Ao combinar duas placas de cunha, o diâmetro desse anel pode ser ajustado. O tamanho do diâmetro depende dos ângulos de deflexão relativos das duas placas.