コリメート レンズは点光源用であり、私たちが日常生活でよく目にするいわゆる点光源は、マッチの頭、昔ながらの懐中電灯、エネルギー光ファイバーから出てくるレーザーなどです。
私たちの産業用レーザー業界にとって、コリメートミラーについて話すとき、基本的にはエネルギー伝送ファイバーから出てくるレーザー光について話しています。 エネルギーファイバーから出てくる光は、発散角（θ）を持つ点光源です。 このパラメータは通常確認できます。
この点光源を光ファイバーコリメートレンズの焦点に配置すると、次のことがわかります。 集束ミラー (コリメートレンズは実際には集束ミラーを逆に使用します) の焦点から放射された光は、集束レンズを通過した後、 、になります 平行光になりました。
多くの人が、あるコリメートレンズを通過した後に出てくるビームの直径はどれくらいかと私に尋ねます。 今日私がここに来たのは、2F*tag (1/2*θ) という答えです。 発散角が 10 度、F=150mm の場合、コリメータから出てくるビームの直径は =2*150*tag(5degree )=26.2466mm です。
この計算式は、光ファイバー伝送を使用する溶接機の検流計を選択する際の参考になります。 それについて話し続けることは、ファイバー切断機業界の人々が知りたいことです。
レーザーはファイバーコリメートレンズを通過した後、ファイバー切断機の集束レンズに入ります。 理論によれば、コリメート レンズの焦点距離 ÷ 集束レンズの焦点距離=は、集束後のエネルギー密度と前の密度の比です。
例:コリメートレンズの焦点距離は75mm、集束レンズの焦点距離は150mm、75÷150=1/2、つまり集束レンズを通過した後の集光スポットの面積レンズは、エネルギーファイバーから出たばかりの点光源の面積の2倍の大きさです。 、エネルギー密度は元の 1/2 になります。
なぜエネルギー密度を下げる必要があるのかと疑問に思う人もいます。
エネルギー密度を集中させた方が良いのではないか？ ここにはいくつかの理由があります。
初め：フォーカシングレンズの焦点距離が短くなると、フォーカシングレンズの焦点深度は浅くなります。 焦点深度が浅いと、深く切り込むことができなくなりやすくなります。
2番目：焦点距離が短いほど、焦点は小さくなり、切断シームは小さくなります。 縫い目が小さいと切断スラグが落ちにくく、切断できなくなります。
したがって、通常、ファイバー切断機の集束レンズとして 120-150 mm の間の焦点距離を使用するようにしています。
さらに、なぜ長焦点距離のコリメートレンズを使用しないのでしょうか? それには次の 2 つの理由があります。
初め：焦点距離の長いファイバーコリメータを使用するには、より大きなレンズ直径が必要となり、機械設計がより困難になります。
2番目：焦点距離の長いファイバーコリメートレンズを使用すると、焦点を合わせるときにファイバー切断機の焦点に対して非常に敏感になります。 集光レンズの焦点から少しでも外れると、切り抜けられなくなる現象が発生します。
これが、当社の一般的な光ファイバー切断機の焦点が通常 60-100 mm の間にある理由です。 次に、ビームエキスパンダーについて話しましょう。 ビームエキスパンダーにはコリメート機能もありますが、ビームエキスパンダーは光線（一定の発散角を持った光線）用です。
当社の市場にある多くのレーザーからの光は、CO2 ガラス管、CO2 高周波管、ランプ励起 YAG レーザー、QBH を備えたファイバーレーザーからのレーザー、エンド励起 355nm 532nm 1064nm レーザーなどのビームです。
これらのレーザーからの光はすべてビームであり、厳密には平行光ではありません（レーザーのビーム品質 M2 が 1 の場合、このレーザーの光には発散角はありませんが、これは理想的な状態にすぎません。現実には存在しません。一般に、市販のレーザーの M2 係数は 1.2 に達することがあり、これはすでに非常に優れています)。
次に、ビームエキスパンダーがコリメートの役割を果たすことができる理由について説明します。 ビームエキスパンダがビームを拡大できることは誰もが知っています。 専門的に言えば、ビームウエスト半径を広げることであり、レーザーのビームウエスト半径と発散角は固定値となります。 ビームウエスト半径が増加する（つまり、ビームが拡大する）につれて、発散角は減少します（コリメーションの効果を達成するために）。
N倍のビームエキスパンダーを通過した後、レーザービームの発散角は元のN倍に減少するという結論があります。 たとえば、4x ビームエキスパンダーを通過すると、発散角は元の 1/4 に減少します。 これが、より大きな倍率のビームエキスパンダーを使用しようとする理由です（ビームエキスパンダーを通過した後のビームのサイズがガルバノメーターのスポットサイズを超えないという条件で）。
ビームエキスパンダーには、CO2 ビームエキスパンダー、532nm ビームエキスパンダー、355nm ビームエキスパンダー、1064nm ビームエキスパンダー、650nm ビームエキスパンダーが含まれます。倍数は、2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 30 50 100 などです。
コリメート レンズには次のものが含まれます。ファイバー溶接機用コリメート レンズ（焦点距離 100 120 150 180 mm）。 ファイバー切断機用コリメートレンズ：直径30f100コリメートレンズ（2枚組み合わせ）、直径28f60コリメートレンズ（2枚組み合わせ）、直径25.4F75コリメートレンズ（2枚組み合わせ）など。
