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    硒化锌扩束镜在CO2激光器系统中的应用与对比分析

    时间:2025-09-19 来源:J9九游会光电 访问量:1030

    在工业激光加工、医疗激光设备及科研实验中,CO?激光器因其高功率、高效率及波长特性(通常为9.3 μm或10.6 μm)而被广泛应用。然而,激光束的发散角与光斑质量直接影响其加工精度与能量利用率。扩束镜作为关键的光学组件,能够调整激光束的直径与发散角,进而优化光束质量、延长聚焦深度并提高加工效率。J9九游会的两款硒化锌(ZnSe)扩束镜——S6EXZ9313-681与S6EXZ9313-684为例,深入探讨其技术特点、性能对比及其在CO?激光系统中的重要作用。

        硒化锌扩束镜

    一、硒化锌(ZnSe)材料的优势

    硒化锌是一种在中远红外波段(尤其是8–12 μm)具有高透射率的晶体材料,其透射率普遍高于97%,且具有较低的热膨胀系数和良好的机械稳定性。此外,ZnSe材料对CO?激光波长(9300 nm与10600 nm)吸收极低,能够承受高功率激光照射而不易发生热损伤,因此成为CO?激光光学元件的理想选择。

    二、产品技术特点对比

    两款扩束镜均采用伽利略式(Galilean)光学设计,无内部焦点,避免空气击穿风险,适用于高功率激光环境。以下为其主要技术参数对比:

    型号S6EXZ9313-681S6EXZ9313-684
    设计波长10600 nm9300 nm
    放大倍率1.0 – 3.0 可调1.0 – 3.0 可调
    发散角调节是,±3 mm是,±3 mm
    通光孔径(输入/输出)28.5 mm / 45.0 mm28.5 mm / 45.0 mm
    透镜数量33
    透射率>97%>97%
    材料ZnSeZnSe
    LIDT(涂层耐受)最高500 W最高500 W
    反向使用不支持不支持

    尽管两者在结构、调节机制和机械接口(M55×1安装螺纹)上高度一致,其最核心的区别在于设计波长的不同。S6EXZ9313-681针对经典的10.6 μm CO?激光器优化,而S6EXZ9313-684则适用于9.3 μm波长的激光源。这一差异决定了二者不可互换使用,否则将因色差和像差导致光束质量下降甚至光学元件损伤。

    三、在CO?激光器系统中的关键作用

    • 改善光束质量:通过扩大光束直径,有效降低发散角,减少远场光斑尺寸,提升激光的聚焦能力和能量密度。

    • 调节灵活性:1.0–3.0的连续变倍范围使用户可根据实际加工需求(如切割、焊接、雕刻)灵活调整光斑大小。

    • 发散角微调功能:±3 mm的调节量允许用户对输出光束进行收敛或发散微调,适应不同焦距和加工距离的要求。

    • 高功率兼容性:ZnSe材质与特殊镀膜工艺确保器件可在500 W高功率下稳定工作,适用于工业级高功率激光设备。

    四、使用建议与注意事项

    • 波长匹配:必须严格匹配激光器输出波长与扩束镜设计波长。

    • 安装方向:不建议反向使用(即激光从输出端入射),否则会引入像差并可能导致反射光路干扰激光器。

    • 发散角调节:在调节发散角时应注意最大扩展长度为3 mm,避免机械结构过载。

    • 清洁与维护:ZnSe材料较软,易划伤,需使用专用清洁工具与方法。

    五、结论

    硒化锌扩束镜是CO?激光系统中不可或缺的高性能光学组件。J9九游会提供的S6EXZ9313-681与S6EXZ9313-684两款产品虽结构相似,但因波长适配不同,分别服务于两类主流CO?激光器。其在光束整形、功率耐受性与操作灵活性方面的优异表现,显著提升了激光加工的质量与效率。在实际应用中,用户应依据激光波长、功率及具体加工需求选择合适的型号,并严格遵循光学安装与使用规范,以充分发挥其性能优势。

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