雙層防御：ZnSe基材+抗損涂層的1-3x變焦擴(kuò)束鏡

Sill 推出的新型硒化鋅擴(kuò)束鏡，專為 9300 nm 波長(zhǎng)（典型 CO2 激光器）設(shè)計(jì)，提供 1.0x 至 3.0x 連續(xù)可調(diào)的倍率范圍和獨(dú)特的光束發(fā)散角調(diào)節(jié)功能，是高精度工業(yè)加工、激光雷達(dá)和科研應(yīng)用的理想光學(xué)器件。其基于伽利略結(jié)構(gòu)的無焦點(diǎn)設(shè)計(jì)和 ZnSe（硒化鋅）材料，確保了高功率處理能力和卓越的光學(xué)性能。

核心光學(xué)性能：精準(zhǔn)調(diào)控光束

1、波長(zhǎng)與倍率：

設(shè)計(jì)波長(zhǎng)： 9300 nm，完美匹配主流工業(yè)級(jí) CO2 激光器（典型波長(zhǎng) 9.3 μm 或 10.6 μm 附近）。

倍率范圍： 1.0x - 3.0x 連續(xù)可調(diào)。用戶可根據(jù)應(yīng)用需求（如聚焦光斑大小、工作距離、能量密度）實(shí)時(shí)調(diào)整光束直徑。例如：

• 1.0x： 輸入光束直徑 ≈ 輸出光束直徑。

• 3.0x： 輸入光束直徑被放大 3 倍輸出。

反向使用限制： 產(chǎn)品明確標(biāo)注不可反向使用（SP and USP usable, reversed usage: no）。反向使用時(shí)，理論倍率為 1 / 當(dāng)前倍率，但可能引入未預(yù)期的像差或超過元件承受能力。

2、光束發(fā)散角調(diào)節(jié)：

核心創(chuàng)新點(diǎn)： 除倍率外，提供獨(dú)立的發(fā)散角調(diào)節(jié)功能（± 3 mm 調(diào)整行程），這是區(qū)別于普通固定擴(kuò)束鏡的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。

工作原理： 通過微調(diào)內(nèi)部透鏡間距，改變輸出光束的準(zhǔn)直度：

• θ位： 輸入準(zhǔn)直光 → 輸出準(zhǔn)直光。

• 正向調(diào)節(jié)： 輸出光束變?yōu)榘l(fā)散光。

• 負(fù)向調(diào)節(jié)： 輸出光束變?yōu)閰R聚光。

應(yīng)用價(jià)值： 無需移動(dòng)加工頭或目標(biāo)物，即可精細(xì)調(diào)整工作平面的光斑尺寸和能量分布，極大提升加工靈活性和效率，特別適合曲面加工或動(dòng)態(tài)焦距應(yīng)用。

3、光學(xué)設(shè)計(jì)與材料：

結(jié)構(gòu)： 伽利略式 (Galilei)。優(yōu)勢(shì)在于無內(nèi)部焦點(diǎn)，避免高功率激光在空氣中聚焦導(dǎo)致電離擊穿，保障系統(tǒng)安全和光學(xué)元件壽命。

鏡片材料： ZnSe (硒化鋅)。對(duì)中遠(yuǎn)紅外（特別是 CO2 激光）具有極高的透過率（>97%）和低吸收率，是處理高功率紅外激光的首選材料。

鏡片數(shù)量： 3 片式設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)功能與優(yōu)化像差、保持高透過率之間取得平衡。

4、關(guān)鍵性能指標(biāo)：

指向穩(wěn)定性： < 1 mrad。確保光束方向在調(diào)節(jié)倍率或發(fā)散角時(shí)保持高度穩(wěn)定，對(duì)精密加工和測(cè)量至關(guān)重要。

通光孔徑：

• 輸入孔徑 (C.A.)： 28.5 mm

• 輸出孔徑 (C.A.)： 45.0 mm

最大輸入光束直徑 (1/e2 處裁切)：

• 1.0x 時(shí)： ≤ 16.7 mm

• 3.0x 時(shí)： ≤ 8.9 mm (倍率增大時(shí)，允許的最大輸入光束直徑減小)

透射率： > 97% (針對(duì) 9300 nm)。極低的能量損失，最大化激光利用率。

激光損傷閾值 (LIDT - Coating)： 最高承受功率 500 W (連續(xù)波或長(zhǎng)脈沖)。明確標(biāo)注功率極限，為用戶選型提供關(guān)鍵安全依據(jù)。

最大漸暈： ≤ 1.0%。保證輸出光斑能量分布均勻性。

精密機(jī)械與集成設(shè)計(jì)

1、機(jī)械接口：

• 標(biāo)準(zhǔn)螺紋： M55 x 1。這是工業(yè)激光光學(xué)元件的常見標(biāo)準(zhǔn)接口，便于集成到現(xiàn)有的激光加工頭、轉(zhuǎn)接板或光學(xué)平臺(tái)支架上。文件強(qiáng)調(diào)了“推薦安裝位置”，需按圖示方向安裝以保證性能并利用背反射標(biāo)識(shí)位置。

2、尺寸與重量：

• 緊湊設(shè)計(jì)： 主體直徑約 Φ60mm - Φ84mm (見輪廓圖)。

• 長(zhǎng)度變化： 基礎(chǔ)長(zhǎng)度在發(fā)散角調(diào)為 0 時(shí)確定；調(diào)節(jié)發(fā)散角時(shí)，總長(zhǎng)度最多可延長(zhǎng) 3 mm。

• 重量： 1.4 kg。適中的重量便于穩(wěn)定安裝和調(diào)整。

3、背反射管理：

• 文件提供了關(guān)鍵位置的背反射距離數(shù)據(jù) (0.0 mm 和 122.3 mm)，這對(duì)于系統(tǒng)光路設(shè)計(jì)、避免雜散反射干擾或集成隔離器非常重要。

核心優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景

1、核心優(yōu)勢(shì)總結(jié)：

雙維精密調(diào)控： 唯一同時(shí)提供 連續(xù)變倍 (1-3x) 和 發(fā)散角調(diào)節(jié) (±3mm) 的擴(kuò)束解決方案。

高功率承載： ZnSe 材料 + 無內(nèi)部焦點(diǎn)設(shè)計(jì) + 明確 LIDT (500W)，專為工業(yè)級(jí)高功率 CO2 激光打造。

卓越光學(xué)性能： >97% 高透射率、<1 mrad 指向穩(wěn)定性、≤1% 漸暈，保障光束質(zhì)量。

工業(yè)級(jí)可靠性： 標(biāo)準(zhǔn) M55 接口、RoHS 合規(guī)、堅(jiān)固設(shè)計(jì)。

操作直觀： “θ”位對(duì)應(yīng)準(zhǔn)直輸入輸出，調(diào)節(jié)物理意義清晰。

2、典型應(yīng)用領(lǐng)域：

工業(yè)激光加工 (高功率 CO2 激光)：

• 激光切割： 調(diào)節(jié)倍率改變聚焦前光斑大小，從而影響焦深和切割質(zhì)量（如更陡峭切縫）；調(diào)節(jié)發(fā)散角微調(diào)焦點(diǎn)位置，補(bǔ)償材料表面不平或進(jìn)行曲面飛行切割。

• 激光焊接/熔覆： 精確控制能量密度分布和光斑大小，優(yōu)化熔池行為和焊縫質(zhì)量。

• 激光打標(biāo)/雕刻： 快速切換不同工作區(qū)域或?qū)崿F(xiàn)可變焦深效果。

激光雷達(dá) (LiDAR)： 通過調(diào)節(jié)發(fā)散角控制探測(cè)光束的覆蓋角度和能量密度，優(yōu)化探測(cè)距離和分辨率。

科學(xué)研究： 紅外光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中靈活配置光束參數(shù)，用于光譜分析、非線性光學(xué)研究等。

光束傳輸系統(tǒng)： 在復(fù)雜光路中補(bǔ)償光束發(fā)散或匯聚，維持長(zhǎng)距離傳輸后的光束質(zhì)量。

選型與使用要點(diǎn)

1、嚴(yán)格匹配波長(zhǎng)： 確保您的激光器波長(zhǎng)在 9300 nm 附近（或 ZnSe 在該波長(zhǎng)有良好透過性）。

2、確認(rèn)功率范圍： 輸入激光的連續(xù)波或平均功率不得超過 500 W。

3、輸入光束要求：

• 直徑需在對(duì)應(yīng)倍率的最大允許值內(nèi) (1x: ≤16.7mm; 3x: ≤8.9mm @1/e2)。

• 理想情況下輸入光束應(yīng)接近準(zhǔn)直 (發(fā)散角小)。

4、正確安裝方向： 務(wù)必按照數(shù)據(jù)手冊(cè)標(biāo)注的“推薦安裝位置”和輸入/輸出方向安裝，嚴(yán)禁反向使用。

5、發(fā)散角調(diào)節(jié)： 理解“θ”位的意義，調(diào)節(jié)時(shí)注意最大 ±3mm 行程限制和伴隨的長(zhǎng)度變化 (≤3mm)。

6、系統(tǒng)集成： 利用提供的背反射距離數(shù)據(jù)優(yōu)化光路設(shè)計(jì)，減少雜散光干擾。確保安裝穩(wěn)固，利用 M55x1 標(biāo)準(zhǔn)接口。

結(jié)論

新型硒化鋅擴(kuò)束鏡代表了中遠(yuǎn)紅外高功率激光光束控制技術(shù)的先進(jìn)水平。其創(chuàng)新的連續(xù)變倍 (1.0-3.0x) 與獨(dú)立發(fā)散角調(diào)節(jié) (±3mm) 功能相結(jié)合，提供了無與倫比的光束參數(shù)調(diào)整靈活性，顯著超越了傳統(tǒng)固定倍率擴(kuò)束鏡。配合 ZnSe（硒化鋅）材料的高透射率 (>97%)、伽利略式無焦點(diǎn)設(shè)計(jì)帶來的高功率承載能力 (LIDT 500W)、優(yōu)異的指向穩(wěn)定性 (<1 mrad) 以及堅(jiān)固的工業(yè)級(jí)結(jié)構(gòu) (M55x1 接口)，使其成為苛刻的工業(yè) CO2 激光加工（切割、焊接、打標(biāo)）、精密激光雷達(dá)系統(tǒng)和前沿紅外光學(xué)研究的理想核心光學(xué)組件。該產(chǎn)品將光束的動(dòng)態(tài)控制能力提升到新高度，為工程師和科研人員優(yōu)化工藝、提升系統(tǒng)性能提供了強(qiáng)大的工具。