熱透鏡效應(yīng)是指LD(半導(dǎo)體激光器)工作時產(chǎn)生的溫度會使晶體表面發(fā)生熱形變，造成了晶體各部分密度不同，而光在經(jīng)過不同密度的分界線時發(fā)生不同程度的折射，因此就形成了像是光線通過普通透鏡一樣的折射效果。

　　光學(xué)元件受激光束連續(xù)照射較長時間后，由于溫度升高產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而引起透過型光學(xué)元件的折射率和反射型光學(xué)元件的反射方向發(fā)生變化。熱透鏡效應(yīng)會改變激光焦點(diǎn)(束腰)的位置，進(jìn)而影響應(yīng)用效果。

　　激光切割熱透鏡效應(yīng)

　　對反射型光學(xué)元件(例如折射鏡)可以從其背面直接進(jìn)行高效冷卻，反射型光學(xué)元件幾乎不會發(fā)生熱鏡效應(yīng);而透過型光學(xué)元件則只能通過對其周圍的冷卻進(jìn)行間接冷卻，光學(xué)元件的兩個面又都會產(chǎn)生熱，因此很容易產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)。光學(xué)元件在溫度升高時會產(chǎn)生熱變形，激光切割機(jī)激光束的折射率也會發(fā)生變化，激光束的聚光特性也因此而產(chǎn)生變化。

　　激光打標(biāo)熱透鏡效應(yīng)

　　對于光纖激光打標(biāo)設(shè)備，激光器的隔離器頭輸出的激光會經(jīng)過振鏡的偏轉(zhuǎn)和場鏡的聚焦后在焦點(diǎn)位置對材料進(jìn)行打標(biāo)。因此，熱透鏡效應(yīng)主要在振鏡和場鏡上產(chǎn)生。

　　由于光學(xué)元件質(zhì)量差、臟污、損壞等原因造成對激光吸收率增大，光學(xué)元件受激光束連續(xù)較長時間照射后，溫度升高產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而引起透過型光學(xué)元件的折射率和反射型光學(xué)元件的反射方向發(fā)生變化。熱透鏡效應(yīng)會改變激光焦點(diǎn)(束腰)的位置，進(jìn)而影響應(yīng)用效果。

　　熱透鏡效應(yīng)的影響

　　1、振鏡熱透鏡效應(yīng)的影響

　　振鏡主要由驅(qū)動板、伺服電機(jī)和X-Y光學(xué)反射鏡片組成。當(dāng)反射鏡片的反射率低、介質(zhì)中有雜質(zhì)、表面污染時，鏡片受激光束照射會產(chǎn)生熱變形，平面反射鏡會變成凸面反射鏡，激光束經(jīng)過這兩個反射鏡片后，輸出光斑變大，最后經(jīng)過場鏡后聚焦光斑變小，焦深變短。

　　2、場鏡熱透鏡效應(yīng)的影響

　　場鏡在光纖激光打標(biāo)設(shè)備中對輸出光斑起到聚焦的作用，其特點(diǎn)是所有的焦點(diǎn)在一個水平面上。場鏡主要有凹凸透鏡組成，當(dāng)透鏡組的透射率低、介質(zhì)中有雜質(zhì)、表面污染時，鏡片受激光束照射會產(chǎn)生熱變形，透鏡的聚焦能力變強(qiáng)，聚焦后的光斑變小、焦距和焦深變短。焦點(diǎn)不在一個水平面上，中心和邊緣打標(biāo)效果不一致。

　　例如，氧化鋁打黑，當(dāng)場鏡質(zhì)量不好發(fā)生熱透鏡效應(yīng)時，焦距變短，原來參數(shù)下打標(biāo)，能量不夠，打標(biāo)不黑，中心和邊緣效果不一致，需要重新調(diào)整焦點(diǎn)。

　　改善措施

　　1、選用質(zhì)量好的振鏡和場鏡;

　　2、對振鏡和場鏡做日常的維護(hù)，防止鏡片的雜質(zhì)污染;

　　3、對損傷的振鏡和場鏡進(jìn)行更換;

　　4、對打標(biāo)圖形置中，盡量使激光處于場鏡正下方打標(biāo);

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關(guān)鍵詞：熱透鏡效應(yīng),激光切割,激光打標(biāo)