Como escolher uma lente plano-convexa para focagem laser
By Esco Optics, Inc. | Published: 2026-10-22
Category: Guias de Compra
Aprenda a selecionar uma lente plano-convexa para focagem laser: escolha o substrato, a distância focal e o diâmetro com base no seu feixe e aplicação.
Resposta rápida
Para a maioria das configurações de focagem laser, escolha uma lente plano-convexa com uma distância focal de cerca de 1.5 a 2 vezes o diâmetro do seu feixe, e escolha N-BK7 para visível a infravermelho próximo, e sílica fundida para UV ou IR de alta potência.
Escolha do substrato: N-BK7 vs sílica fundida
O substrato determina como a sua lente lida com o comprimento de onda e a potência. O vidro ótico N-BK7 é uma escolha padrão para lasers visíveis e de infravermelho próximo porque oferece boa transmissão e baixo custo. A sílica fundida é melhor para comprimentos de onda ultravioleta ou aplicações de alta potência porque suporta temperaturas mais elevadas e tem menor expansão térmica.
Se trabalhar com um comprimento de onda laser comum, como 532 nm ou 1064 nm, a potência moderada, o N-BK7 oferece uma excelente relação qualidade/preço. Para lasers UV abaixo de 350 nm ou para lasers de onda contínua de alta potência, a sílica fundida é o material mais seguro para evitar danos térmicos e manter a qualidade do feixe.
Distância focal e diâmetro: o que importa
A distância focal controla o tamanho do ponto e a distância de trabalho. Uma distância focal mais curta dá um ponto mais pequeno, mas exige que a lente fique mais próxima do alvo, o que pode ser um problema se precisar de espaço para outros componentes ópticos. Uma distância focal mais longa dá um ponto maior e mais espaço de trabalho.
O diâmetro deve ser suficientemente grande para capturar todo o feixe sem cortes. Meça o diâmetro do seu feixe na posição da lente e adicione uma margem de segurança de pelo menos 20%. Para um feixe gaussiano, utilize o diâmetro 1/e^2 como referência.
Compromisso: Custo vs Desempenho
As lentes N-BK7 são significativamente mais baratas, mas não são adequadas para UV ou potências muito elevadas. A sílica fundida custa mais, mas oferece melhor desempenho em condições exigentes. Se a sua aplicação for prototipagem simples ou lasers visíveis de baixa potência, o N-BK7 é frequentemente o equilíbrio certo.
Considere também que as lentes plano-convexas são concebidas para uso infinito, o que significa que a luz que entra deve ser paralela. Se o seu feixe laser estiver a divergir, poderá necessitar de ótica de colimação adicional ou de um tipo de lente diferente.
Regras de decisão para a seleção de lentes plano-convexas
- Determine o comprimento de onda do seu laser: Se o seu comprimento de onda for inferior a 350 nm ou superior a 2 µm, escolha sílica fundida. Para luz visível ou infravermelho próximo (400-1100 nm) a potência moderada, N-BK7 é suficiente.
- Estime a distância focal necessária: Para focar um feixe colimado num ponto pequeno, use f ≈ 1.5 a 2 vezes o diâmetro do feixe como ponto de partida. Ajuste com base no tamanho do ponto e nas necessidades de distância de trabalho. Calcule o tamanho do ponto com a fórmula: diâmetro do ponto ≈ (4λf)/(πD), onde λ é o comprimento de onda e D é o diâmetro do feixe.
- Selecione o diâmetro com margem: Meça o diâmetro do feixe na lente e escolha um diâmetro de lente pelo menos 20% maior para evitar recorte e efeitos de difração.
- Verifique a gestão de potência: Para lasers de alta potência (acima de ~10 W CW) ou lasers pulsados com alta potência de pico, prefira sílica fundida para reduzir a lente térmica e o risco de danos. Se não tiver a certeza sobre os limites de potência, contacte o fabricante para um orçamento e verificação de especificações.
Opções de produto relevantes
- Lentes Plano-Convexas - Sílica Fundida I2-IR: As lentes plano-convexas em sílica fundida I2-IR são concebidas para uso com conjugado infinito e são ideais como elementos de focagem polivalentes. Esta opção de sílica fundida é adequada para focagem de laser UV e de infravermelhos de alta potência onde a estabilidade térmica é crítica.
Lentes Plano-Convexas - Sílica Fundida I2-IR - Lentes Plano-Convexas, Vidro Ótico N-BK7*: Estas lentes plano-convexas de N-BK7 são elementos de distância focal positiva com uma superfície esférica e uma plana, ideais para focagem polivalente. N-BK7 oferece uma escolha económica para focagem de laser visível e infravermelho próximo em aplicações não críticas.
Lentes Plano-Convexas, Vidro Ótico N-BK7*
Qual lente se adequa à sua aplicação?
Melhor para
- Focagem de laser visível e infravermelho próximo a potência moderada onde o custo importa
- Aplicações UV ou IR de alta potência que requerem estabilidade térmica
Não para
- Aplicações que necessitam de focagem apertada com distância de trabalho muito curta—considere uma forma de lente diferente
- Feixes altamente divergentes sem colimação adicional
