Nd:YAG激光系統(tǒng)中使用透鏡將所有光束的功率聚焦到一個非常小的點上，該點產(chǎn)生切割、焊接或鉆孔許多高合金材料所需的高功率密度。此外，當需要狹窄的切口和熱影響區(qū)時，或當鉆取直徑極小的孔時，小的焦點尺寸也很重要。

影響Nd:YAG激光透鏡性能的設(shè)計變量包括焦距、直徑、形狀、材料和涂層。

• Nd：YAG激光透鏡

焦距會影響光斑大小和景深。一般來說，較短的焦距會產(chǎn)生更小的聚焦點和較短的景深。通常，指定的焦距是所需光斑尺寸、穿透深度和工件間隙之間的折衷方案。

鏡片直徑也尤為重要。更高功率的激光器需要更大直徑的透鏡來防止熱過載。此外，在任何給定的焦距下，如果入射光束被擴展以填充較大的鏡頭，則較大直徑的透鏡將產(chǎn)生較小的聚焦光斑。

• 透鏡形狀

雙凸透鏡，顧名思義，在入射面和出射面都有一個凸曲線。這些曲線通常是不相等的，被設(shè)計成產(chǎn)生最佳的聚焦點。這種優(yōu)化設(shè)計，將產(chǎn)生比平凸透鏡更小的聚焦點。定向光推薦雙凸透鏡用于大多數(shù)Nd:YAG應(yīng)用。不均勻的雙凸透鏡應(yīng)以較大的半徑(平坦)面朝向工件。

平凸透鏡是最簡單和最便宜的透鏡形狀。僅推薦用于實現(xiàn)最小光斑尺寸且不那么重要或在雙凸透鏡的好處減少時相對較長的焦距的應(yīng)用。平面凸透鏡的平面面應(yīng)朝向工件。

• 透鏡材料

熔融二氧化硅是大多數(shù)Nd:YAG激光透鏡的首選材料。它在1.06微米Nd:YAG波長和可見光譜中具有非常好的光學特性——低吸收和高透射。因此可以支持激光束的高效傳輸和照相機監(jiān)控系統(tǒng)的良好圖像質(zhì)量。同時它還具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，有助于防止熱過載。

Nd:YAG透鏡主要特點

高密度

低吸收

高投透射

導(dǎo)熱性好

防止熱過載

高功率

低成本

抗反射

表面損耗低

更好地光束傳輸

損傷閾值高

耐用性

Nd:YAG透鏡主要應(yīng)用

切割

焊接

鉆孔

高合金材料