什么是熱透鏡效應？當光學(xué)鏡片受激光束連續照射較長(cháng)時(shí)間后，由于溫度升高產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而引起透過(guò)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，導致焦點(diǎn)偏移，出現激光加工不穩定的情況。

      01熱透鏡效應在激光應用中的影響

在激光應用中，熱透鏡效應會(huì )導致焦距和焦深變短，焦點(diǎn)位置偏移以及聚焦光斑發(fā)生變化，從而直接影響到打標的效果特別是金屬深雕、精密焊接、不銹鋼打彩和劃線(xiàn)等應用。

隨著(zhù)加工功率越高，會(huì )導致場(chǎng)鏡受熱膨脹越迅速，熱透效應也越明顯。從而會(huì )影響到切割以及連續焊接的效果，出現底部熔渣增多，切割不斷等問(wèn)題。

02熱透鏡效應的解決方案

由于光學(xué)元件質(zhì)量差、臟污、損壞等原因都是造成的熱透鏡更加明顯的因素。而在實(shí)際的激光應用中，除了使用前對光學(xué)器件，零部件進(jìn)行檢查清潔外，不同材料與質(zhì)量的場(chǎng)鏡能有效的降低熱透鏡效應，下面將會(huì )通過(guò)幾組對比測試分析三款國產(chǎn)品牌的F160場(chǎng)鏡在熱透鏡效應和像差上的差異。

      03基于熱透鏡效應的場(chǎng)鏡對比測試

測試方法

我們主要測試了以上三款場(chǎng)鏡在單一應用環(huán)境下的對比，如下圖：

①滿(mǎn)功率在傾斜不銹鋼板上，從左往右標刻長(cháng)條矩形

②測量出平行于不銹鋼表面方向的高度變化量F

③計算焦距變化L=（h2/h1）F

      測試結果

三款場(chǎng)鏡在相同的條件下，焦點(diǎn)上移的距離是不同的，使用玻璃振鏡的上移距離最長(cháng)，但兩款石英材質(zhì)的場(chǎng)鏡上移距離短。