So wählen Sie eine plankonvexe Linse für die Laserfokussierung
By Esco Optics, Inc. | Published: 2026-10-22
Category: Kaufberatung
Erfahren Sie, wie Sie eine plankonvexe Linse für die Laserfokussierung auswählen: Wählen Sie Substrat, Brennweite und Durchmesser basierend auf Ihrem Strahl und Ihrer Anwendung.
Kurze Antwort
Wählen Sie für die meisten Laserfokussierungen eine plankonvexe Linse mit einer Brennweite von etwa 1.5 bis 2 mal Ihrem Strahldurchmesser. Verwenden Sie N-BK7 für sichtbares bis nahes Infrarot und Quarzglas für UV oder Hochleistungs-IR.
Substratwahl: N-BK7 vs. Quarzglas
Das Substrat bestimmt, wie Ihre Linse mit Wellenlänge und Leistung umgeht. N-BK7 optisches Glas ist eine Standardwahl für sichtbare und nahinfrarote Laser, da es gute Transmission und niedrige Kosten bietet. Quarzglas ist besser für ultraviolette Wellenlängen oder Hochleistungsanwendungen geeignet, da es höhere Temperaturen aushält und eine geringere thermische Ausdehnung aufweist.
Wenn Sie mit einer gängigen Laserwellenlänge wie 532 nm oder 1064 nm bei moderater Leistung arbeiten, bietet Ihnen N-BK7 ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Für UV-Laser unter 350 nm oder für leistungsstarke Dauerstrichlaser ist Quarzglas das sicherere Material, um thermische Schäden zu vermeiden und die Strahlqualität zu erhalten.
Brennweite und Durchmesser: Worauf es ankommt
Die Brennweite bestimmt die Spotgröße und den Arbeitsabstand. Eine kürzere Brennweite erzeugt einen kleineren Spot, erfordert jedoch, dass die Linse näher am Zielobjekt positioniert wird, was problematisch sein kann, wenn Sie Platz für andere Optiken benötigen. Eine längere Brennweite erzeugt einen größeren Spot und bietet mehr Arbeitsraum.
Der Durchmesser muss groß genug sein, um den gesamten Strahl ohne Beschneidung zu erfassen. Messen Sie Ihren Strahldurchmesser an der Linsenposition und fügen Sie eine Sicherheitsmarge von mindestens 20% hinzu. Verwenden Sie bei einem Gauß-Strahl den 1/e^2-Durchmesser als Referenz.
Abwägung: Kosten vs. Leistung
N-BK7-Linsen sind deutlich günstiger, aber für UV- oder sehr hohe Leistungen nicht geeignet. Quarzglas kostet mehr, bietet aber unter anspruchsvollen Bedingungen eine bessere Leistung. Wenn Ihre Anwendung einfaches Prototyping oder sichtbare Laser mit niedriger Leistung ist, ist N-BK7 oft der richtige Kompromiss.
Beachten Sie auch, dass plankonvexe Linsen für den unendlichen Gebrauch ausgelegt sind, d.h. das eintretende Licht sollte parallel sein. Wenn Ihr Laserstrahl divergiert, benötigen Sie möglicherweise zusätzliche Kollimationsoptiken oder einen anderen Linsentyp.
Entscheidungsregeln für die Auswahl plankonvexer Linsen
- Bestimmen Sie Ihre Laserwellenlänge: Wenn Ihre Wellenlänge unter 350 nm oder über 2 µm liegt, wählen Sie Quarzglas. Für sichtbares oder nahes Infrarot (400-1100 nm) bei moderater Leistung ist N-BK7 ausreichend.
- Schätzen Sie die erforderliche Brennweite: Um einen kollimierten Strahl auf einen kleinen Punkt zu fokussieren, verwenden Sie als Ausgangspunkt f ≈ 1.5 bis 2 Mal den Strahldurchmesser. Passen Sie dies je nach Punktgröße und Arbeitsabstand an. Berechnen Sie die Punktgröße mit der Formel: Punktdurchmesser ≈ (4λf)/(πD), wobei λ die Wellenlänge und D der Strahldurchmesser ist.
- Durchmesser mit Sicherheitsmarge wählen: Messen Sie den Strahldurchmesser an der Linse und wählen Sie einen Linsendurchmesser, der mindestens 20% größer ist, um Abschattung und Beugungseffekte zu vermeiden.
- Leistungsaufnahme prüfen: Bei Hochleistungslasern (über ~10 W CW) oder gepulsten Lasern mit hoher Spitzenleistung bevorzugen Sie Quarzglas, um thermische Linseneffekte und Beschädigungsrisiken zu reduzieren. Bei Unsicherheit bezüglich der Leistungsgrenzen kontaktieren Sie den Hersteller für ein Angebot und eine Spezifikationsprüfung.
Relevante Produktoptionen
- Plankonvexe Linsen - Quarzglas I2-IR: Plankonvexe Linsen aus I2-IR Quarzglas sind für den unendlichen Gebrauch ausgelegt und ideale Allzweck-Fokussierelemente. Diese Quarzglas-Option eignet sich für UV- und leistungsstarke IR-Laser-Fokussierung, bei der thermische Stabilität entscheidend ist.
Plankonvexe Linsen - Quarzglas I2-IR - Plankonvexe Linsen, N-BK7 optisches Glas*: Diese plankonvexen Linsen aus N-BK7 sind positive Brennweiten-Elemente mit einer sphärischen und einer flachen Oberfläche, ideal für die Allzweck-Fokussierung. N-BK7 bietet eine kostengünstige Wahl für die Fokussierung von sichtbaren und Nah-IR-Lasern in unkritischen Anwendungen.
Plankonvexe Linsen, N-BK7 optisches Glas*
Welche Linse passt zu Ihrer Anwendung?
Am besten geeignet für
- Sichtbare und nahe Infrarot-Laserfokussierung bei moderater Leistung, wenn die Kosten eine Rolle spielen
- UV- oder Hochleistungs-IR-Anwendungen, die thermische Stabilität erfordern
Nicht geeignet für
- Anwendungen, die eine enge Fokussierung mit sehr kurzem Arbeitsabstand erfordern – erwägen Sie eine andere Linsenform
- Stark divergierende Strahlen ohne zusätzliche Kollimation
