Hvad er feltlinsens rolle i en lasermarkør?

Under lasergravering spiller feltlinsen en afgørende rolle. Lad os nu forstå og udforske dens funktion.
1. Hvad er en feltlinse?
Feltlinsen er en kernekomponent i det optiske system i en lasermarkør. Den er typisk installeret efter spejlskanningsystemet. Dens primære opgave er at fokusere den laserstråle, der er blevet afbøjet og reflekteret af spejlet, til et stærkt koncentreret og ekstremt lille lyspunkt, og sikre, at dette lyspunkt danner et fladt og forvrængningsfrit skanneområde på markeringsoverfladen.
II. De tre kernefunktioner af feltlinser
Funktionerne for feltlinser rækker langt ud over "fokusering". De viser sig specifikt i følgende tre nøggeaspekter:
Kernefunktion: Koncentrering af laserenergi
Dette er den mest grundlæggende funktion af feltlinsen. Efter at laserstrålen er gået igennem stråleudvideren og er blevet kollimeret, er energitætheden relativt spredt, selvom det er en parallel stråle, og kan derfor ikke anvendes direkte til bearbejdning. Feltlinsen samler den indkommende parallelle laserstråle til et meget lille punkt gennem sin præcise krumme overflade. Ifølge optiske principper vil energitætheden i fokuspunktet stige eksponentielt og nå op til grænsen for øjeblikkelig fordampning eller ændring af materialets overfladens fysiske og kemiske egenskaber, hvilket opnår formålet med mærkning og gravering. Jo kortere brændvidde feltlinsen har, desto stærkere er dens fokuseringsevne, jo mindre er lyspletten og jo højere er energitætheden, hvilket gør den mere velegnet til finbearbejdning.
2. Nøglefunktion: Opnåelse af fladfelts-scanning
Det er dette, der adskiller feltlinsen fra almindelige konvekse linser. Hvis der kun anvendes almindelige linser, ændrer positionen af laserstrålens fokuspunkt på mærkeplanet sig, når motoren i skanningspejlet afbøjer, hvilket resulterer i en kugleformet form for fokuseringsplanet (dvs. "feltkrumning"). Dette betyder, at kanterne af mærkeplanet vil være foran eller bagved fokus, hvilket gør dem uskarpe og utilstrækkelige i energi.
Ved hjælp af et specielt optisk design kan feltlinsen "fladne" det kugleformede fokalfelt, som dannes af spejlscanning, til en plan flade. Uanset hvilken vinkel laserstrålen rammer feltlinsen, kan den fokusere den på samme plan. Dette sikrer, at størrelsen og energitætheden af lyspletten forbliver ensartede på alle punkter inden for hele mærkeområdet (for eksempel 100 mm x 100 mm), hvorved der opnås en højkvalitet mærkning med skarpe kanter og jævn dybde både i centrum og ved periferien.
3. Beslutningsrolle: Definering af markområdet og pletstørrelse
Brændvidden på feltlinsen bestemmer direkte de to nøglepræstationsparametre for lasermarkøreren:
Markområde: Jo længere feltlinse, desto større markområde. For eksempel kan en feltlinse med en brændvidde på 100 mm have et maksimalt markområde på 100 mm x 100 mm, mens en feltlinse med en brændvidde på 330 mm kan nå op til 300 mm x 300 mm. Imidlertid er der ved dette kompromis, at energitætheden vil være relativt lavere, når der markeres over et stort område.
Pletstørrelse: Jo kortere brændvidde feltlinsen har, desto mindre bliver den fokuserede plet, og jo højere bliver bearbejdelsesnøjagtigheden. Den er velegnet til ekstremt fin marking såsom mikrohuller, QR-koder og detaljerede mønstre. Til gengæld er markområdet også mindre.
Derfor skal brugere vælge den passende feltlinse brændvidde baseret på størrelsen og nøjagtighedskravene for det bearbejdede emne, og foretage en afvejning mellem markeringsskalaen og bearbejdelsesnøjagtigheden.
III. Vigtigste tekniske parametre og valgvejledning for feltlinser
Valg af den korrekte feltlinse er afgørende for at optimere markeringseffekten:
Brændvidde: Som nævnt ovenfor er dette det primære valgkriterium.
Kort brændvidde (f.eks. F=100 mm - 163 mm): Smal rækkevidde, høj præcision, høj energitæthed. Velegnet til fin markering af elektroniske komponenter, medicinsk udstyr, smykker, siliciumskiver mv.
Mellemstor brændvidde (f.eks. F=210 mm - 254 mm): Tilbyder den bedste balance mellem rækkevidde og præcision og har størst alsidighed. Velegnet til markering af logoer og serienumre på de fleste metal- og plastprodukter.
Lang brændvidde (f.eks. F=330mm - 420mm): Velegnet til mærkning over stort område eller til mærkning på 3D buede overflader (pga. den større dybdeskarphed). Anvendes til automobildele, store metalplader mv.
Indfaldende lyspletstørrelse: Feltslinset har en maksimal åbningsgrænse. Det er nødvendigt at sikre, at diameteren på laserstrålen, der forlader galvanometeret, er mindre end den tilladte indfaldende lysplet på feltslinset. Ellers vil kantlyset blive blokeret, hvilket resulterer i energitab og pletdeformation.
Dybdeskarphed: Henviser til dybdevidden, hvor skarpe billeder kan opnås foran og bagved fokuspunktet. Dybdeskarpheden er større ved en feltslinse med lang brændvidde, og den stiller lavere krav til fladheden af emnets overflade. Den er derfor mere velegnet til mærkning på svagt bøjede eller ujævne overflader.
Belægning: Højtkvalitets antirefleksbelægninger kan markant reducere refleksionstab for laseren på linseoverfladen, forbedre energiudnyttelsen og beskytte linsen mod højt temperaturskade. Belægningen skal vælges ud fra laserbølgelængden (fx 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Vedligeholdelse og pleje af feltlinser
Da feltlinser er præcise optiske komponenter, kræver de omhyggelig vedligeholdelse:
Pollutionsbeskyttelse: Røg og sprøjt, der dannes under bearbejdning, kan forurene feltlinsens overflade, hvilket påvirker lysgennemtrængeligheden og mærkningseffekten, og kan endda medføre, at linsen knækker pga. lokal varmeabsorption.
Rengøringsmetode: Brug professionel luftpuster, vandfri ethanol og linseregnepapir. Tør forsigtigt linsen i en spiralformet bevægelse fra centrum mod kanten.
Stødsikring: Undgå alle fysiske sammenstød for at forhindre skader på den optiske overflade.

Afslutningsvis er feltlinsen selvom den er lille, en af de kernekomponenter i det optiske system i en lasermarkør. Den fungerer ikke kun som en energikoncentrator, men også som en »udjævningsenhed« for skanneplanet og bestemmer direkte markeringens nøjagtighed, rækkevidde og ensartethed. Når man vælger og konfigurerer et lasersystem, er det afgørende at have en fuld forståelse af feltlinsens principper og funktioner, vælge den rigtige feltlinse ud fra de faktiske anvendelseskrav og udføre regelmæssig vedligeholdelse. Dette er et uundværligt skridt for at sikre, at udstyret fungerer med optimal ydelse og opnår perfekte bearbejdningsresultater.