雙層防御：ZnSe基材+抗損涂層的1-3x變焦擴束鏡

Sill 推出的新型硒化鋅擴束鏡，專為 9300 nm 波長（典型 CO2 激光器）設計，提供 1.0x 至 3.0x 連續可調的倍率范圍和獨特的光束發散角調節功能，是高精度工業加工、激光雷達和科研應用的理想光學器件。其基于伽利略結構的無焦點設計和 ZnSe（硒化鋅）材料，確保了高功率處理能力和卓越的光學性能。

核心光學性能：精準調控光束

1、波長與倍率：

設計波長： 9300 nm，完美匹配主流工業級 CO2 激光器（典型波長 9.3 μm 或 10.6 μm 附近）。

倍率范圍： 1.0x - 3.0x 連續可調。用戶可根據應用需求（如聚焦光斑大小、工作距離、能量密度）實時調整光束直徑。例如：

• 1.0x： 輸入光束直徑 ≈ 輸出光束直徑。

• 3.0x： 輸入光束直徑被放大 3 倍輸出。

反向使用限制： 產品明確標注不可反向使用（SP and USP usable, reversed usage: no）。反向使用時，理論倍率為 1 / 當前倍率，但可能引入未預期的像差或超過元件承受能力。

2、光束發散角調節：

核心創新點： 除倍率外，提供獨立的發散角調節功能（± 3 mm 調整行程），這是區別于普通固定擴束鏡的關鍵優勢。

工作原理： 通過微調內部透鏡間距，改變輸出光束的準直度：

• θ位： 輸入準直光 → 輸出準直光。

• 正向調節： 輸出光束變為發散光。

• 負向調節： 輸出光束變為匯聚光。

應用價值： 無需移動加工頭或目標物，即可精細調整工作平面的光斑尺寸和能量分布，極大提升加工靈活性和效率，特別適合曲面加工或動態焦距應用。

3、光學設計與材料：

結構： 伽利略式 (Galilei)。優勢在于無內部焦點，避免高功率激光在空氣中聚焦導致電離擊穿，保障系統安全和光學元件壽命。

鏡片材料： ZnSe (硒化鋅)。對中遠紅外（特別是 CO2 激光）具有極高的透過率（>97%）和低吸收率，是處理高功率紅外激光的首選材料。

鏡片數量： 3 片式設計，在實現功能與優化像差、保持高透過率之間取得平衡。

4、關鍵性能指標：

指向穩定性： < 1 mrad。確保光束方向在調節倍率或發散角時保持高度穩定，對精密加工和測量至關重要。

通光孔徑：

• 輸入孔徑 (C.A.)： 28.5 mm

• 輸出孔徑 (C.A.)： 45.0 mm

最大輸入光束直徑 (1/e2 處裁切)：

• 1.0x 時： ≤ 16.7 mm

• 3.0x 時： ≤ 8.9 mm (倍率增大時，允許的最大輸入光束直徑減小)

透射率： > 97% (針對 9300 nm)。極低的能量損失，最大化激光利用率。

激光損傷閾值 (LIDT - Coating)： 最高承受功率 500 W (連續波或長脈沖)。明確標注功率極限，為用戶選型提供關鍵安全依據。

最大漸暈： ≤ 1.0%。保證輸出光斑能量分布均勻性。

精密機械與集成設計

1、機械接口：

• 標準螺紋： M55 x 1。這是工業激光光學元件的常見標準接口，便于集成到現有的激光加工頭、轉接板或光學平臺支架上。文件強調了“推薦安裝位置”，需按圖示方向安裝以保證性能并利用背反射標識位置。

2、尺寸與重量：

• 緊湊設計： 主體直徑約 Φ60mm - Φ84mm (見輪廓圖)。

• 長度變化： 基礎長度在發散角調為 0 時確定；調節發散角時，總長度最多可延長 3 mm。

• 重量： 1.4 kg。適中的重量便于穩定安裝和調整。

3、背反射管理：

• 文件提供了關鍵位置的背反射距離數據 (0.0 mm 和 122.3 mm)，這對于系統光路設計、避免雜散反射干擾或集成隔離器非常重要。

核心優勢與應用場景

1、核心優勢總結：

雙維精密調控： 唯一同時提供 連續變倍 (1-3x) 和 發散角調節 (±3mm) 的擴束解決方案。

高功率承載： ZnSe 材料 + 無內部焦點設計 + 明確 LIDT (500W)，專為工業級高功率 CO2 激光打造。

卓越光學性能： >97% 高透射率、<1 mrad 指向穩定性、≤1% 漸暈，保障光束質量。

工業級可靠性： 標準 M55 接口、RoHS 合規、堅固設計。

操作直觀： “θ”位對應準直輸入輸出，調節物理意義清晰。

2、典型應用領域：

工業激光加工 (高功率 CO2 激光)：

• 激光切割： 調節倍率改變聚焦前光斑大小，從而影響焦深和切割質量（如更陡峭切縫）；調節發散角微調焦點位置，補償材料表面不平或進行曲面飛行切割。

• 激光焊接/熔覆： 精確控制能量密度分布和光斑大小，優化熔池行為和焊縫質量。

• 激光打標/雕刻： 快速切換不同工作區域或實現可變焦深效果。

激光雷達 (LiDAR)： 通過調節發散角控制探測光束的覆蓋角度和能量密度，優化探測距離和分辨率。

科學研究： 紅外光學實驗平臺中靈活配置光束參數，用于光譜分析、非線性光學研究等。

光束傳輸系統： 在復雜光路中補償光束發散或匯聚，維持長距離傳輸后的光束質量。

選型與使用要點

1、嚴格匹配波長： 確保您的激光器波長在 9300 nm 附近（或 ZnSe 在該波長有良好透過性）。

2、確認功率范圍： 輸入激光的連續波或平均功率不得超過 500 W。

3、輸入光束要求：

• 直徑需在對應倍率的最大允許值內 (1x: ≤16.7mm; 3x: ≤8.9mm @1/e2)。

• 理想情況下輸入光束應接近準直 (發散角小)。

4、正確安裝方向： 務必按照數據手冊標注的“推薦安裝位置”和輸入/輸出方向安裝，嚴禁反向使用。

5、發散角調節： 理解“θ”位的意義，調節時注意最大 ±3mm 行程限制和伴隨的長度變化 (≤3mm)。

6、系統集成： 利用提供的背反射距離數據優化光路設計，減少雜散光干擾。確保安裝穩固，利用 M55x1 標準接口。

結論

新型硒化鋅擴束鏡代表了中遠紅外高功率激光光束控制技術的先進水平。其創新的連續變倍 (1.0-3.0x) 與獨立發散角調節 (±3mm) 功能相結合，提供了無與倫比的光束參數調整靈活性，顯著超越了傳統固定倍率擴束鏡。配合 ZnSe（硒化鋅）材料的高透射率 (>97%)、伽利略式無焦點設計帶來的高功率承載能力 (LIDT 500W)、優異的指向穩定性 (<1 mrad) 以及堅固的工業級結構 (M55x1 接口)，使其成為苛刻的工業 CO2 激光加工（切割、焊接、打標）、精密激光雷達系統和前沿紅外光學研究的理想核心光學組件。該產品將光束的動態控制能力提升到新高度，為工程師和科研人員優化工藝、提升系統性能提供了強大的工具。