聚焦光斑直径d的理论计算

在激光加工设备的光路系统中,激光光束聚焦深度是指光轴上某点的光强降低至焦点处的光强一半时,该点至焦点

的距离,如图上图所示。聚焦深度理论上可以由下列公式确定:

式中:λ为激光波长；f为聚焦镜焦距；D为激光光束入射到聚焦透镜表面上的光斑半径。

由上式可见，聚焦深度与激光波长λ和透镜焦距f的平方成正比，与入射到聚焦透镜表面上的光斑直径的平方成反比。

结论：

1、假设同样焦距的聚焦镜，355nm激光用的时候，焦深会短些；用于10.6um的CO2激光的时候，焦深会长些。

2、同样波长的激光，用于两个不同焦距的聚焦镜，焦距长一些的那个聚焦镜的焦深长一些。在打标系统里面，焦距长的场镜的焦深会长一些。

3、假设是同一个波长的激光器，用同样直径、同样焦距的聚焦镜来聚焦，如果中间用一个大一点倍数的扩束镜的时候，会焦深短些，因为经过大倍数扩束镜之后，激光光束入射到聚焦镜表面上的光斑D就会大一些，所以焦深就会小一些。所以在一些求焦深长但是不求打标线条精细的场合，可以选倍数小一点的扩束镜或者不用扩束镜。总之就在一个求打标线条精细度与焦深长度的矛盾中求一个平衡点。

长焦深的镜头一般在哪些场合下会运用得比较多？

1、用普通的场镜在一个有一定高低起伏的物体表面打标的时候，尽量选一个焦深比较长的场镜，说得更直白一点就是选一个焦距长一点的场镜，也就是说选择一个打标范围更大一点的场镜。

2、用于高功率的深熔焊接的时候，需要焊接的板材比较厚，这个时候需要用到焦深比较长的聚焦镜。

3、用于激光清洗的时候，大部分客户都希望自己手拿着激光清洗仪的时候，手抖一点都没有关系，也一样能清洗得很好。也希望即使物体表面有一点起伏，也能清洗得很干净。

4、用于厚板的激光切割的时候，也需要用到焦深长一点的聚焦镜。