Lionsaí Léasair Optúla: Cineálacha, Feidhmchláir, agus Prionsabail Oibre

Lionsa léasair optúil ról lárnach a imirt i gcórais éagsúla léasair -bhunaithe. Tá siad deartha chun bíomaí léasair a láimhseáil, cibé acu atá sé ag díriú, ag imbhualadh, nó ag múnlú iad le haghaidh feidhmchlár sonrach. Mar gheall ar airíonna uathúla na lionsaí seo, amhail cruinneas ard agus an cumas chun bíomaí léasair ardfhuinnimh a láimhseáil, is comhpháirteanna riachtanacha iad i dteicneolaíocht nua -aimseartha.

Cineálacha lionsaí léasair optúla

Lionsaí sféarúla

Saintréithe: Tá lionsaí sféarúla tréithrithe ag a gcumhacht athraonta agus cuaire a ndromchlaí lionsa. Ag brath ar cé acu an bhfuil an lionsa dronnach nó cuasach, is féidir leo gathanna solais a chóineasú nó a athrú. Mar shampla, tá lionsa sféarúil plano -dronnach níos tibhe ag an ionad agus is féidir leis bíoma léasair a dhíriú go pointe.

Iarratais: Úsáidtear iad go coitianta in iarratais bhunúsacha dírithe léasair, mar shampla i gcórais ghearrtha léasair shimplí nó marcála ina bhfuil gá le díriú réasúnta bunúsach ar an bhíoma léasair.

Lionsaí aspherical

Saintréithe: Tá lionsaí aspherical deartha chun aberrations a cheartú. I bhfianaise mhonacrómatach, is féidir leo aghaidh a thabhairt ar shaincheisteanna cosúil le hearráidí géire íomhá agus saobhadh. Is minic a úsáidtear iad nuair a bhíonn gá le díriú níos cruinne ar an bhíoma léasair, mar is féidir leo an t -uafás sféarúil a laghdú go suntasach i gcomparáid le lionsaí sféarúla.

Iarratais: Is é an t -iarratas tipiciúil ná díriú ar bhíoma collimated ar shnáithín optúil. I gcórais chumarsáide snáithín -snáthoptaice, cabhraíonn lionsaí aspherical le solas léasair a chúpláil go héifeachtach isteach sa snáithín, rud a chinntíonn go gcailltear an comhartha íosta.

Lionsaí sorcóireacha
​
Saintréithe: Tá lionsaí sorcóireacha, atá ar fáil i bhfoirmeacha cruinn agus dronuilleogach, deartha chun línte nó leathnú bhíoma a chruthú i dtreo amháin. Plano - cuas agus plano - Is féidir le lionsaí sorcóireacha dronnach cruth bhíoma léasair a athrú. Mar shampla, is féidir le lionsa sorcóireach plano -dronnach léas léasair ciorclach a athrú isteach i léas múnlaithe líne.

Iarratais: Úsáidtear iad go forleathan in iarratais ina bhfuil gá le léas léasair líne -mhúnlaithe, mar shampla i scanadh léasair do léitheoirí barrachód nó i roinnt teicnící próiseála ábhair ina bhfuil gá le léas léasair fada, caol chun treo ar leith a ghearradh nó a ghreanadh.

Axicon lionsaí

Saintréithe: Tá dromchla cónúil ag lionsaí Axicon, ar a dtugtar lionsaí cónúla nó priosmaí siméadracha go rothlach, in ionad ceann cuartha cosúil le lionsaí traidisiúnta. Tá cruth plano -dronnach ag lionsa tipiciúil Axicon. Úsáidtear iad chun léas léasair collimated a thiontú ina bhfáinne -mhúnla nó ina líne fócasach.

Iarratais: I roinnt feidhmchlár leighis, mar shampla i gcineálacha áirithe nósanna imeachta máinliachta bunaithe ar léasair, is féidir lionsaí Axicon a úsáid chun patrún sonrach seachadta fuinnimh léasair a chruthú. Úsáidtear iad freisin i roinnt socruithe taighde eolaíochta chun patrúin éadroma uathúla a chruthú.

Lionsaí Powell

Saintréithe: Is lionsaí speisialaithe iad lionsaí Powell a úsáidtear chun bíomaí léasair collimated a thiontú le dáiltí déine Gaussach i línte díreacha, aonfhoirmeacha. I gcomparáid le lionsaí sorcóireacha caighdeánacha, a tháirgeann línte léasair léasair le próifílí déine Gaussach, cruthaíonn lionsaí Powell línte léasair le dáileadh fuinnimh i bhfad níos aonfhoirmeacha ar fud na línte léasair.

Iarratais: Is minic a úsáidtear iad in iarratais thionsclaíocha cosúil le toisí léasair, áit a bhfuil gá le léas léasair atá an -aonfhoirmeach - le haghaidh tomhais chruinne.

Prionsabail oibre lionsaí léasair optúla

Ag díriú agus ag collimating

Ag díriú: Nuair a théann bhíoma léasair trí lionsa dírithe, mar lionsa plano -dronnach, cuireann an lionsa na gathanna solais i dtreo pointe fócasach. Cinntear fad fócasach an lionsa trí fhachtóirí mar an méid léasair ionchuir, an méid spota inmhianaithe, agus an doimhneacht fócais riachtanach. Mar shampla, i meaisín gearrtha léasair, úsáidtear lionsa dírithe chun an bhíoma léasair a dhíriú ar láthair bheag, ag méadú an dlús fuinnimh ag an bpointe sin chun an t -ábhar a ghearradh go héifeachtach.

Collimating: Úsáidtear lionsa collimating, ar an láimh eile, chun léas léasair éagsúil a thiontú ó fhoinse ina bhíoma comhthreomhar nó collimated. Is féidir fad fócasach lionsa collimating a chinneadh bunaithe ar an uillinn dibhéirseachta léasair (FWHM - leithead iomlán ag leath -uasmhéid) agus an trastomhas léasair riachtanach. I bpointeoir léasair, úsáidtear lionsa collimating chun an bhíoma léasair a dhéanamh i líne dhíreach thar achar níos faide.

Múnlú bhíoma

Giniúint líne: Úsáidtear lionsaí gineadóra líne léasair, cosúil le lionsaí Powell nó lionsaí sorcóireacha, chun léas léasair collimated a thiontú ina líne. Is éard atá i gceist leis an bpróiseas ná an léas léasair a lúbadh i dtreo amháin chun an t -aschur múnlaithe líne a chruthú. Mar shampla, in uirlis leibhéalta léasair -bhunaithe, úsáidtear lionsa líne -líne chun líne léasair dhíreach a chur ar fáil ar dhromchla, ar féidir é a úsáid chun críocha ailínithe.

Giniúint Ring: Úsáidtear lionsaí Axicon chun léas léasair múnlaithe fáinne a ghiniúint. Fágann dromchla cónúil an lionsa aecsain go bhfuil an léas léasair le hatreorú ar bhealach a chruthaíonn patrún múnlaithe fáinne ag fad áirithe ón lionsa. Féadann sé seo a bheith úsáideach in iarratais ina bhfuil gá le dáileadh fuinnimh léasair fáinne -mhúnlaithe, mar shampla i roinnt turgnaimh gaisteoireachta optúla san fhisic.

Iarratais ar lionsaí léasair optúla

Próiseáil ábhair

Gearradh agus Táthú: In iarratais ar ghearradh agus ar tháthú léasair, úsáidtear lionsaí léasair optúla chun an bhíoma léasair a dhíriú go láthair ard -dlúis fuinnimh. Is féidir le lionsaí léasair ardchumhachta, a dhéantar go minic as ábhair cosúil le seiléin since (ZNSE) le haghaidh léasair Co₂, na leibhéil arda fuinnimh a sheasamh. Mar shampla, i dtionscal na ngluaisteán, úsáidtear lionsaí léasair chun páirteanna miotail a ghearradh agus a tháthú le cruinneas ard.

Marcáil agus greanadh: Baineann córais marcála agus greanta léasair lionsaí chun an léas léasair a dhíriú ar dhromchla an ábhair. Ceadaíonn an lionsa rialú beacht a dhéanamh ar an bhfuinneamh léasair ag an dromchla, a úsáidtear chun marcanna nó greanta a chruthú. Is féidir cineálacha éagsúla lionsaí a úsáid ag brath ar an ábhar atá marcáilte agus an caighdeán marc atá ag teastáil.

Iarratais Leighis

Máinliacht: I nósanna imeachta máinliachta léasair - úsáidtear lionsaí léasair optúla chun an bhíoma léasair a stiúradh agus a dhíriú go beacht. Mar shampla, i máinliacht oftailmeach, úsáidtear lionsaí chun an bhíoma léasair a dhíriú chun fadhbanna radhairc a cheartú. Ní mór go mbeadh na lionsaí ar ardchaighdeán chun a chinntiú go seachadtar an fuinneamh léasair go cruinn chuig an spriocfhíochán.

Diagnóisic: I roinnt trealaimh dhiagnóiseach leighis, úsáidtear lionsaí léasair chun solas léasair a threorú ar shamplaí bitheolaíocha. Is féidir anailís a dhéanamh ansin ar an solas léirithe nó tarchurtha chun faisnéis a fháil faoin sampla. For instance, in fluorescence - based diagnostic techniques, lenses are used to focus the excitation laser light onto the sample and collect the emitted fluorescent light.​

Taighde eolaíoch

Gaisteoireacht optúil: I dturgnaimh gaisteoireachta optúla, úsáidtear lionsaí Axicon agus lionsaí speisialaithe eile chun patrúin uathúla léasair léasair a chruthú. Is féidir na patrúin seo a úsáid chun cáithníní beaga a ghabháil agus a láimhseáil, mar shampla cealla nó nanacháithníní, chun staidéar a dhéanamh ar a n -airíonna.

Speictreascópacht: Úsáidtear lionsaí léasair i socruithe speictreascópachta chun an léas léasair a threorú ar an sampla agus an solas a astaítear nó a shúitear leis an sampla a bhailiú. Úsáidtear cineálacha éagsúla lionsaí ag brath ar an teicníc speictreascópach shonrach, amhail speictreascópacht Raman nó speictreascópacht ionsúcháin.

An lionsa léasair optúil ceart a roghnú

Agus lionsa léasair optúil á roghnú agat, ní mór roinnt fachtóirí a bhreithniú:

Comhoiriúnacht tonnfhaid

Feidhmíonn léasair éagsúla ag tonnfhaid éagsúla. Mar shampla, is iondúil go bhfeidhmíonn léasair Co₂ ag 10.6 μm, agus go bhfeidhmíonn léasair ND: YAG ag 1.064 μm. Ní mór an t -ábhar lionsa agus an sciath a bheith comhoiriúnach leis an tonnfhad léasair. Mar shampla, tá lionsaí a dhéantar as seiléin since (ZNSE) oiriúnach do léasair chomhcheangailte, agus is minic a úsáidtear lionsaí a dhéantar as shilice comhleáite le haghaidh léasair infheicthe agus gar -infridhearg.

Cumhacht agus fuinneamh léasair

Éilíonn léasair ardchumhachta lionsaí ar féidir leo na leibhéil ardfhuinnimh a sheasamh gan damáiste. Ba chóir go mbeadh tairseach damáiste léasair ard ag an ábhar lionsa agus ag an sciath. I n -iarratais ar ghearradh léasair ardchumhachta, tá lionsaí le tairseacha damáiste ard riachtanach chun oibriú fadtéarmach agus iontaofa a chinntiú.

Iarratas - Riachtanais shonracha

Ag brath ar an iarratas, mar shampla díriú, imbhualadh, nó múnlú bhíoma, ní mór an cineál lionsa cuí a roghnú. Mar shampla, má tá léas léasair múnlaithe líne ag teastáil le haghaidh feidhmchlár suirbhéireachta, is é lionsa sorcóireach nó powell an rogha ceart.

Comparáid idir lionsaí léasair optúla éagsúla

Deireadh

Is comhpháirteanna riachtanacha iad lionsaí léasair optúla i raon leathan feidhmeanna, ó phróiseáil ábhair go taighde leighis agus eolaíochta. Tairgeann na cineálacha éagsúla lionsaí, gach ceann acu a bhfuil a saintréithe uathúla agus a bprionsabail oibre acu, bealaí éagsúla chun bíomaí léasair a láimhseáil. Trí bhreithniú cúramach a dhéanamh ar fhachtóirí amhail comhoiriúnacht tonnfhaid, cumhacht léasair, agus cur i bhfeidhm - riachtanais shonracha, is féidir an lionsa léasair optúil ceart a roghnú chun an fheidhmíocht is fearr a chinntiú in aon chóras léasair -bhunaithe. De réir mar a leanann an teicneolaíocht ar aghaidh, is dócha go bhfeabhsóidh dearadh agus feidhmíocht lionsaí léasair optúla, rud a chumasaíonn feidhmchláir léasair níos cruinne agus níos éifeachtaí sa todhchaí. $ $