什么是熱透鏡效應(yīng)及他的影響
一、什么是熱透鏡效應(yīng)
由于光學(xué)元件質(zhì)量差、臟污、損壞等原因造成對激光吸收率增大,光學(xué)元件受激光束連續(xù)較長時間照射后,溫度升高產(chǎn)生熱變形,進(jìn)而引起透過型光學(xué)元件的折射率和反射型光學(xué)元件的反射方向發(fā)生變化。熱透鏡效應(yīng)會改變激光焦點(diǎn)(束腰)的位置,進(jìn)而影響應(yīng)用效果。
由于透過型光學(xué)元件對激光吸收率更高,溫度上升更大,因此熱透鏡效應(yīng)更明顯。接下來主要針對不同激光應(yīng)用設(shè)備中,易出現(xiàn)熱透鏡問題的光學(xué)元件做分析。
二、熱透鏡效應(yīng)在激光應(yīng)用中的影響
功率越高、加工高反材料,光學(xué)元件受熱膨脹越迅速,熱透鏡越明顯;產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)時,光學(xué)元件受熱膨脹,出現(xiàn)聚焦能力變強(qiáng),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(chǎn)生,最終會造成激光加工不穩(wěn)定,影響激光加工效果。
三、害處
固體激光器在高功率運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下,由于增益介質(zhì)內(nèi)部的溫度梯度分布產(chǎn)生的熱透(略)器的畸變中占據(jù)著主導(dǎo)地位,熱透鏡效應(yīng)產(chǎn)生的畸變將導(dǎo)致其輸出功率的不穩(wěn)定性和多種模式之間的耦合,同時還限制了激光功率的提高,嚴(yán)重影響了固體激光器的性能。
例如出現(xiàn)我們常見到的光斑分叉、分瓣、變成3、5個甚至一個大蟲子狀的情況(又稱為高階模)
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