Milyen szerepet játszik a lencsetér egy lézeres maróműszerben?

A lézeres gravírozás során a térbeli tükör kulcsfontosságú szerepet játszik. Ismerjük meg és vizsgáljuk meg most a funkcióját.
1. Mi az a mezőtükör?
A mezőtükör a lézeres jelölőgép optikai rendszerének központi eleme. Általában a tükrös szkennelő rendszer után van felszerelve. Fő feladata, hogy a tükör által eltérített és visszavert lézersugarat erősen koncentrált, rendkívül kicsi fényfoltba fókuszálja, és biztosítsa, hogy ez a fényfolt sík, torzításmentes szkennelési területet alkosson a jelölő felületen.
II. A tereplencsék három alapvető funkciója
A tereplencsék funkciói messze túlmutatnak a „fókuszáláson”. Ezek a következő három kulcsfontosságú szempontban nyilvánulnak meg:
Alapvető funkció: A lézerenergia koncentrálása
Ez a mezőlencse legalapvetőbb funkciója. Miután a lézer nyaláb áthalad a nyalábtágítón és kollimálódik, bár párhuzamos nyaláb, az energia sűrűsége viszonylag szórt, így közvetlenül nem használható feldolgozásra. A mezőlencse pontosan megtervezett görbült felülete segítségével a beeső párhuzamos lézernyalábot egy nagyon kicsi pontba fókuszálja. Az optikai elvek szerint a fókuszpontban az energia sűrűsége exponenciálisan megnő, elérve az azonnali elpárologtetéshez vagy a felületi anyag fizikai és kémiai tulajdonságainak megváltoztatásához szükséges küszöbértéket, ezzel elérve a jelölés és gravírozás célját. Minél rövidebb a mezőlencse fókusztávolsága, annál erősebb a fókuszáló képessége, annál kisebb a fénypont, és annál nagyobb az energia sűrűsége, ami finomabb feldolgozásra teszi alkalmassá.
2. Fő funkció: Síkmezős pásztázás elérése
Ez különbözteti meg a mezőlencsét az egyszerű domború lencséktől. Ha csak hagyományos lencséket használnának, akkor amikor a söprési tükör motorja eltéríti a sugarat, a lézersugár fókuszpontjának helyzete a jelölési síkon megváltozik, ami a fókuszsík gömb alakját eredményezi (azaz „mezőgörbület”). Ez azt jelenti, hogy a jelölési sík szélei a fókusz előtt vagy mögött lesznek, így elmosódottá válnak, és nem kapnak elegendő energiát.
A mezőlencse speciális optikai tervezés révén a tükör által létrehozott gömb alakú fókusztér síkká tudja 'lapítani'. Függetlenül attól, hogy milyen szögben éri el a lézersugár a mezőlencsét, azt ugyanarra a síkra képes fókuszálni. Ez biztosítja, hogy a teljes jelölési tartományon belül (például 100 mm x 100 mm), a fényfolt mérete és energia-sűrűsége minden pontban állandó maradjon, így középen és a periférián egyaránt tiszta szélű, egységes mélységű, nagy minőségű jelölési hatás érhető el.
3. Döntéshozatali szerep: A jelölési tartomány és a foltméret meghatározása
A tér-lencse fókusztávolsága közvetlenül meghatározza a lézeres jelölőgép két kulcsfontosságú teljesítményparaméterét:
Jelölési tartomány: Minél hosszabb a tér-lencse, annál nagyobb a jelölési tartomány. Például egy 100 mm fókusztávolságú tér-lencsével rendelkező eszköz maximális jelölési tartománya elérheti a 100 mm x 100 mm-t, míg egy 330 mm-es fókusztávolságú lencsével ez akár 300 mm x 300 mm is lehet. Ennek azonban az az ára, hogy nagyobb területen történő jelölés esetén az energiasűrűség viszonylag alacsonyabb lesz.
Foltméret: Minél rövidebb a tér-lencse fókusztávolsága, annál kisebb a fókuszált foltméret, és annál magasabb a feldolgozási pontosság. Ilyen esetekben ideális az ultrafinom jelölés, például mikrolyukak, QR-kódok és finom minták esetén. Ugyanakkor ennek megfelelően a jelölési tartománya is kisebb.
Ezért a felhasználóknak a feldolgozott alkatrész mérete és pontossági igényei alapján ki kell választaniuk a megfelelő lencsetér fókusztávolságát, és kompromisszumot kell kötniük a jelölési tartomány és a feldolgozási pontosság között.
III. A lencseterek főbb műszaki paraméterei és kiválasztásuk irányelvei
A megfelelő lencsetér kiválasztása elengedhetetlen a markeológás hatásának optimalizálásához:
Fókusztávolság: Ahogy fentebb említettük, ez az elsődleges kiválasztási szempont.
Rövid fókusztávolság (például F=100 mm - 163 mm): Kevésbé tágas terület, magas pontosság, nagy energiasűrűség. Ideális elektronikai alkatrészek, orvosi eszközök, ékszerek, szilícium lemezek stb. finom markeolásához.
Közepes fókusztávolság (pl. F=210 mm - 254 mm): A tartomány és a pontosság között optimális egyensúlyt nyújt, a legnagyobb sokoldalúsággal rendelkezik. Legtöbb fémes és műanyag termék logójának és sorozatszámának markeolására alkalmas.
Hosszú fókusztávolság (pl. F=330 mm - 420 mm): Széles körű jelölésre alkalmas, vagy 3D-s ívelt felületek jelölésére (a nagyobb mélységélesség miatt). Járműipari alkatrészekre, nagy fémlapokra stb. alkalmazható.
Beeső fénynyaláb mérete: A lencserendszernek van maximális nyílásértéke. Gondoskodni kell arról, hogy a galvanométerről kilépő lézernyaláb átmérője kisebb legyen, mint a lencserendszer engedélyezett beeső fénynyaláb-mérete. Ellenkező esetben a szélső részek fénye blokkolódik, ami energiaveszteséghez és a folt deformálódásához vezet.
Mélységélesség: A fókuszpont előtt és után azt a mélységtartományt jelenti, amelyen belül éles kép kapható. A hosszú fókusztávolságú lencserendszerek mélységélessége nagyobb, és kevésbé érzékenyek a munkadarab felületének síkságára. Ennél fogva jobban alkalmasak enyhén hullámzó, ívelt felületek jelölésére.
Bevonat: A magas minőségű antireflex bevonatok jelentősen csökkenthetik a lézer visszaverődését a lencse felületén, javítva az energiahasznosítást, és védi a lencsét a magas hőmérséklet okozta károktól. A bevonatot a lézer hullámhossza szerint kell kiválasztani (például 1064 nm, 10,6 μm, 355 nm).
IV. Lencsék karbantartása és ápolása
Mivel a lencsék precíziós optikai alkatrészek, gondos karbantartásuk szükséges:
Szennyeződés elleni védelem: A feldolgozás során keletkező füst és szóródó anyagok szennyezhetik a lencse felületét, csökkentve a fényáteresztést és a marási hatást, sőt a lencse repedését is okozhatják a helyi hőelnyelés miatt.
Tisztítási módszer: Használjon szakmai levegőfújót, vízmentes etanolt és lencsetisztító papírt. A lencsét óvatosan, spirális mozgással tisztítsa a középtől kifelé.
Ütközés elleni védelem: Kerülje a fizikai ütközéseket, hogy megelőzze az optikai felület sérülését.

Összefoglalva, bár a lencse mezője kicsi, a lézeres jelölőgép optikai rendszerének egyik legfontosabb alkatrésze. Nemcsak energiakoncentrátorként működik, hanem a pásztázási sík „kiegyenlítő eszközeként” is szolgál, közvetlenül meghatározva a jelölési művelet pontosságát, tartományát és egyenletességét. A lézeres jelölőrendszer kiválasztásakor és konfigurálásakor elengedhetetlen a lencse mezőjének elveinek és funkcióinak teljes körű megértése, a tényleges alkalmazási igények alapján megfelelő mezőlencse kiválasztása, valamint rendszeres karbantartás elvégzése. Ez az eljárás elengedhetetlen ahhoz, hogy a berendezés optimális teljesítménnyel működjön, és tökéletes feldolgozási eredményeket érjen el.