Spiricon® Pyrocam™ III カメラを使って取得した上記の画像は、「十字線」レンズに焦点を合わせた炭酸ガスレーザービームです。レンズ面は、4個の四分円に分かれます。各四分円は、わずかに傾斜した円柱の放射形をしています。この表面形状は、レーザービームの部分を線分に焦点を合わせる各四分円の結果です。
Spiricon® Pyrocam™ IIIカメラを使って取得した上記の画像は、レーザー出力近くの炭酸ガスレーザービームです。ビームの強度は、分散でほぼガウシアンです。
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スポットサイズ
切断アプリケーションは、レーザービームを最小スポットサイズに焦点を合わせることが必要です。これは、エネルギー密度を最大化し、精密な切り口を作るためです。スポットサイズには、多数の要素が影響を及ぼします。最も重要なことは、
• レーザーモード (M2)
•回析
•球面収差
レンズ形状と焦点距離は、後の2要素を決定します。もちろん、レーザーモードは、レーザーとビームの伝送システムにより決まります。
II-VIは、多様な標準の焦点距離と直径で、平凸レンズ、メニスカスレンズ、非球面レンズを提供します。次のイメージでは、上記の３つの要素がスポットサイズにどのように影響を与えるか、平凸レンズ、メニスカスレンズ、非球面レンズのスポットサイズの計算法を表示しています。注記では、任意のアプリケーションに適切なレンズを選ぶ簡単な手順について簡単に説明しています。
回析
回析は、光の波動性による自然の回避できない結果であり、あらゆる光学システムに存在し、システムの性能の究極的な理論限界を表示します。回析は、光線ビームが伝播するにつれて横方向に拡大する原因となります。「完全な」レンズは、一直線のレーザービームに焦点を合わせるために使用され、回析のみにより制限されます。スポットサイズの式：
この方程式は、非球面レンズにより製造されるスポットサイズを決定するために使用されます。
回析の最も重要な要素は、スポットサイズが焦点距離と直線的に増加しますが、ビーム径とは反比例することです。このように、任意のレンズで入力レーザービーム径が大きくなると、スポットレンズは低回析のために縮小します。また、任意のレーザービーム径で焦点距離が減少するにつれて、スポットサイズも小さくなります。
M2 - レーザーモード・パラメータ
これまで回析の式で見てきたように、焦点スポットサイズは、レーザーモード・パラメータM2と直接比例します。M2は、任意のビームが伝播しながらどのぐらい早く分散するかを示します。完全なTEM00 レーザービームはM2=1を持ちます。このパラメータは、高度な機器で測定されるか、レーザーメーカーの仕様書から取得します。
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