熱透鏡效應在激光應用中的影響
發(fā)布者： 發(fā)布時間：2021/9/5
功率越高、加工高反材料，光學元件受熱膨脹越迅速，熱透鏡越明顯；產生熱透鏡效應時，光學元件受熱膨脹，出現(xiàn)聚焦能力變強，聚焦光斑尺寸變小，焦距和焦深變短現(xiàn)象。
這些現(xiàn)象的產生，最終會造成激光加工不穩(wěn)定，影響激光加工效果。
1、對打標的影響
（1）氧化鋁打黑：發(fā)生熱透鏡效應時，焦距變短，材料表面能量密度降低，氧化鋁打不黑，嚴重時出現(xiàn)中心和邊緣效果黑度不一致現(xiàn)象。
（2）金屬深雕：金屬深雕一般使用焦距（焦深）短的場鏡，當高功率深雕時，由于熱透鏡效應，材料處能量密度迅速下降，造成金屬打不深。由于光學元件中心比邊緣膨脹大，出現(xiàn)中心淺，四周深現(xiàn)象（深度不一致）。
（3）薄片切割：根據(jù)不同的材料，脈沖光纖激光器切割薄片通常采用單次慢速或多次快這兩種方法。熱膨脹與冷卻回縮可以在很短時間（＜1S）內發(fā)生，因此切割時出現(xiàn)起始位置可以切穿，其它位置切不穿材料。
2、對焊接的影響
（1）金屬薄片點焊：對于高功率光纖激光器點焊金屬薄片，熱透鏡效應會造成焊點大小不一致，焊接不牢固性，拉拔力不夠。
（2）金屬連續(xù)焊：連續(xù)光焊接金屬相對于切割，反射率更高。高功率焊接時，熱透鏡效應會造成焊接前部分正常，后部分焊接深度淺或完全焊不透。焊接鋁和銅高反材料，熱透鏡效應更明顯。
3、對切割的影響
（1）不銹鋼切割：不銹鋼切割時，熱透鏡效應會造成切割面不一致，掛渣越來越多，甚至出現(xiàn)切割不斷問題。
（2）碳鋼切割：碳鋼切割時，熱透鏡效應會造成底部熔渣越來越多，切割不斷問題。
