什么是熱透鏡效應及他的影響

一、什么是熱透鏡效應

由于光學元件質量差、臟污、損壞等原因造成對激光吸收率增大,光學元件受激光束連續較長時間照射后,溫度升高產生熱變形,進而引起透過型光學元件的折射率和反射型光學元件的反射方向發生變化。熱透鏡效應會改變激光焦點(束腰)的位置,進而影響應用效果。

由于透過型光學元件對激光吸收率更高,溫度上升更大,因此熱透鏡效應更明顯。接下來主要針對不同激光應用設備中,易出現熱透鏡問題的光學元件做分析。

二、熱透鏡效應在激光應用中的影響

功率越高、加工高反材料,光學元件受熱膨脹越迅速,熱透鏡越明顯;產生熱透鏡效應時,光學元件受熱膨脹,出現聚焦能力變強,聚焦光斑尺寸變小,焦距和焦深變短現象。

這些現象的產生,最終會造成激光加工不穩定,影響激光加工效果。

三、害處

固體激光器在高功率運轉的條件下,由于增益介質內部的溫度梯度分布產生的熱透(略)器的畸變中占據著主導地位,熱透鏡效應產生的畸變將導致其輸出功率的不穩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,嚴重影響了固體激光器的性能。

例如出現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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