Esco Optics, Inc.

레이저 집광용 평볼록 렌즈 선택 방법

레이저 집광용 평볼록 렌즈 선택 방법

By Esco Optics, Inc. | Published: 2026-10-22

Category: 구매 가이드

레이저 집속을 위한 평볼록 렌즈 선택 방법 알아보기: 빔과 애플리케이션에 따라 기판, 초점 거리, 직경을 선택하세요.

빠른 답변

대부분의 레이저 집속 설정의 경우, 초점 거리가 빔 직경의 약 1.5 ~ 2 배인 평볼록 렌즈를 선택하고, 가시광선에서 근적외선에는 N-BK7를, 자외선 또는 고출력 적외선에는 용융 실리카를 선택하십시오.

기판 선택: N-BK7 대 용융 실리카

기판은 렌즈가 파장과 출력을 처리하는 방식을 결정합니다. N-BK7 광학 유리는 우수한 투과율과 낮은 비용을 제공하므로 가시광선 및 근적외선 레이저에 표준적인 선택입니다. 용융 실리카는 더 높은 온도를 견디고 열팽창이 낮기 때문에 자외선 파장이나 고출력 애플리케이션에 더 적합합니다.

532 nm 또는 1064 nm와 같은 일반적인 레이저 파장을 중간 출력으로 사용하는 경우 N-BK7는 뛰어난 가치를 제공합니다. 350 nm 미만의 UV 레이저 또는 고출력 연속파 레이저의 경우 열 손상을 방지하고 빔 품질을 유지하려면 용융 실리카가 더 안전한 재료입니다.

초점 거리와 직경: 중요한 요소

초점 거리는 스폿 크기와 작업 거리를 결정합니다. 초점 거리가 짧을수록 스폿은 작아지지만 렌즈가 대상에 더 가까워야 하므로 다른 광학 부품을 위한 공간이 필요할 때 문제가 될 수 있습니다. 초점 거리가 길수록 스폿은 커지고 작업 공간이 더 넓어집니다.

직경은 빔 전체를 클리핑 없이 포착할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 렌즈 위치에서 빔 직경을 측정하고 최소 20%의 안전 여유를 추가하십시오. 가우시안 빔의 경우 1/e^2 직경을 기준으로 사용하십시오.

절충: 비용 대비 성능

N-BK7 렌즈는 훨씬 저렴하지만 UV 또는 매우 높은 출력에는 적합하지 않습니다. 용융 실리카는 비용이 더 많이 들지만 까다로운 조건에서 더 나은 성능을 제공합니다. 애플리케이션이 단순한 프로토타이핑 또는 저출력 가시광선 레이저인 경우 N-BK7이 종종 적절한 균형입니다.

또한 평면-볼록 렌즈는 무한 공액용으로 설계되었으므로 입사광이 평행해야 합니다. 레이저 빔이 발산하는 경우 추가 콜리메이션 광학 장치 또는 다른 렌즈 유형이 필요할 수 있습니다.

평면-볼록 렌즈 선택을 위한 결정 규칙

  • 레이저 파장을 결정하세요: 파장이 350 nm 미만이거나 2 µm를 초과하는 경우 용융 실리카를 선택하세요. 가시광선 또는 근적외선(400-1100 nm)에서 중간 출력의 경우 N-BK7로 충분합니다.
  • 필요한 초점 거리를 추정하세요: 평행 빔을 작은 스팟으로 집속하려면 빔 직경의 약 1.5배에서 2배를 f의 시작점으로 사용하세요. 스팟 크기와 작동 거리 요구 사항에 따라 조정하십시오. 스팟 크기는 다음 공식으로 계산합니다: 스팟 직경 ≈ (4λf)/(πD). 여기서 λ는 파장, D는 빔 직경입니다.
  • 여유를 두고 직경을 선택하세요: 렌즈에서 빔 직경을 측정하고, 빔 잘림과 회절 효과를 피하기 위해 렌즈 직경을 최소 20% 더 크게 선택하세요.
  • 전력 처리 확인: 고출력 레이저(약 10 W CW 이상) 또는 높은 피크 전력을 가진 펄스 레이저의 경우 열 렌즈 효과와 손상 위험을 줄이기 위해 용융 실리카를 선호하십시오. 전력 제한이 확실하지 않은 경우 제조업체에 문의하여 견적 및 사양 확인을 받으십시오.

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최적 용도

  • 비용이 중요한 중간 출력에서 가시광선 및 근적외선 레이저 집속
  • 열 안정성이 필요한 UV 또는 고출력 IR 응용 분야

부적합

  • 매우 짧은 작동 거리로 정밀한 집속이 필요한 응용 분야—다른 렌즈 형태를 고려하세요
  • 추가 시준 없이 고도로 발산하는 빔

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