光學(xué)透過型元件在激光連續(xù)照射時間較長后，由于溫度的升高，會產(chǎn)生熱變形，引起透射光學(xué)元件的折射率和反射光學(xué)元件的反射方向發(fā)生變化，熱透鏡效應(yīng)會改變激光聚焦的位置，進而影響應(yīng)用效果。
對于脈沖光纖設(shè)備，激光從激光器的隔離器輸出后，主要經(jīng)過紅光合束鏡片、振鏡和f-θ場鏡這些光學(xué)元件，由于透過型光學(xué)元件的熱透鏡效應(yīng)更明顯，下面主要針對紅光合束鏡片、激光器與場鏡來分析一下。
熱透鏡效應(yīng)的影響
當產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)時，光學(xué)元件在熱作用下膨脹，聚焦能力變強，聚焦光斑尺寸變小，焦距和焦距深度變短，以上這些現(xiàn)象會導(dǎo)致打標不穩(wěn)定，嚴重影響打標效果，通過脈沖光纖激光器的幾種典型應(yīng)用，我們分析了熱透鏡效應(yīng)的影響。
1、氧化鋁打黑：
當熱透鏡效應(yīng)發(fā)生時，焦距變短，材料表面的能量密度降低，氧化鋁不能變黑。在嚴重的情況下，中心和邊緣的黑度效應(yīng)是不一致的。
2、金屬深雕：
金屬深刻一般采用焦距較短的場鏡(焦深)，高功率深刻時，由于熱透鏡的作用，材料的能量密度迅速下降，使金屬雕刻不深。因為光學(xué)元件的中心比邊緣更大，所以中心很淺，周圍的深度也不同。
3、薄片切割：
根據(jù)不同的材料，脈沖光纖激光切割板通常采用單個慢或多次的兩種方法，在很短的時間內(nèi)（<1s）會發(fā)生熱膨脹和冷卻收縮，因此切割的起始位置可以切割，其他位置不能切割材料。
4、金屬薄片焊接：
對于高功率脈沖光纖激光焊接金屬片((熱透鏡效應(yīng)會導(dǎo)致焊點尺寸不一致和拉伸力不足。
熱透鏡效應(yīng)的改善
功率越高，反光材料越高，光學(xué)元件熱膨脹越快，熱透鏡越明顯。改進熱透鏡可以從激光、場透鏡和紅光透鏡三個方面入手
1、激光器：
并定期清潔激光器的輸出頭的激光保護鏡片，以避免雜質(zhì)污染，同時準直器的光學(xué)透鏡使用石英材料來減小熱膨脹系數(shù)。
2、場鏡：
采用中、大功率（≥100W）脈沖光纖激光器，場鏡建議選用復(fù)合材料或石英材料；場鏡保護鏡應(yīng)定期檢查清洗，避免雜質(zhì)污染或損壞。
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