Fokusovací optika je klíčovou součástí vláknového laseru, která ovlivňuje kvalitu a přesnost řezání nebo gravírování. Její hlavní úlohou je zaostření laserového paprsku do velmi malého bodu s vysokou hustotou energie, což umožňuje efektivní zpracování materiálů.
Hlavní komponenty fokusovací optiky
Kolimátor
Převádí rozbíhavý paprsek vycházející z optického vlákna na rovnoběžný svazek světla.
Používá se kolimační čočka nebo systém čoček, které eliminují rozptyl paprsku před jeho zaostřením.
Fokusovací čočka
Koncentruje kolimovaný paprsek do malého bodu s vysokou hustotou výkonu.
Typ čočky a její ohnisková vzdálenost určují průměr zaostřeného bodu a hloubku ostrosti.
Ochranné sklo
Chrání čočky a další optické komponenty před znečištěním prachem, kouřem a rozstřikem taveniny během řezání.
Vyrábí se z odolných materiálů, jako je křemenné sklo s antireflexní vrstvou.
Adaptivní optika (volitelné)
Některé pokročilé systémy obsahují automatické nastavování ohniskové vzdálenosti, což zajišťuje stabilní kvalitu řezu i při nerovném povrchu materiálu.
Používá se například technologie autofocus, která dynamicky upravuje polohu čočky podle tloušťky a typu materiálu.
Jak funguje fokusovací optika?
- Laserový paprsek opouští optické vlákno jako rozbíhavý svazek.
- Kolimátor jej přemění na rovnoběžný paprsek.
- Fokusovací čočka jej soustředí do extrémně malého bodu (typicky v rozmezí desítek mikrometrů), což vede k vysoké hustotě energie.
- Zaostřený paprsek interaguje s materiálem, kde dochází k tavení, odpařování nebo ablaci v závislosti na nastavení výkonu.
Důležitost správné fokusace
Kvalitní a úzký řez – Správně zaostřený paprsek zajišťuje minimální šířku řezu, hladké hrany a vyšší přesnost.
Vyšší řezná rychlost – Ostrý bod s vysokou hustotou energie umožňuje efektivní průnik materiálem.
Nižší spotřeba energie – Efektivní fokusace znamená méně ztrát a menší potřebu dodatečné energie.
Omezení tepelného poškození materiálu – Malá zasažená oblast snižuje přenos tepla a minimalizuje deformace.
Závěr
Fokusovací optika je nezbytná pro přesné a efektivní využití vláknového laseru. Kolimátor, fokusovací čočky a ochranné sklo společně zajišťují, že laserový paprsek dosáhne materiálu v optimálním tvaru a intenzitě. Správná kalibrace fokusovací optiky je klíčová pro dosažení kvalitních řezů a minimalizaci ztrát během zpracování.