激光熱透鏡效應的產生及解決方法

隨著光纖激光器在工業加工領域的應用范圍不斷擴展，高功率光纖激光器也有了更大的需求。在更高功率的激光器應用中，就會出現一系列新問題，從而影響激光加工的穩定性，比如熱透鏡效應。

對于光纖激光打標設備，激光器的隔離器頭輸出的激光會經過振鏡的偏轉和場鏡的聚焦后在焦點位置對材料進行打標。因此，熱透鏡效應主要在振鏡和場鏡上產生。

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

由于透過型光學元件對激光吸收率更高，溫度上升更大，因此熱透鏡效應更明顯。

1、振鏡熱透鏡效應的影響

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

2、場鏡熱透鏡效應的影響

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

例如，氧化鋁打黑，當場鏡質量不好發生熱透鏡效應時，焦距變短，原來參數下打標，能量不夠，打標不黑，中心和邊緣效果不一致，需要重新調整焦點。

熱透鏡效應的產生會對光纖激光打標的穩定性產生影響，特別是對于敏感材料的標記尤為明顯。為了減小熱透鏡效應影響，可以采取如下措施：

1、選用質量好的振鏡和場鏡；

2、對振鏡和場鏡做日常的維護，防止鏡片的雜質污染；

3、對損傷的振鏡和場鏡進行更換；

4、對打標圖形置中，盡量使激光處于場鏡正下方打標；

新特光電提供的場鏡和振鏡極為耐用，使您能夠進行高精度激光材料加工，特別適用于千瓦范圍內的中功率和大功率應用的微加工。