導讀: 出于系統機械設計的考慮因素，往往會(huì )對透鏡的焦距造成限制。例如，根據限制，聚焦透鏡與工件之間的距離會(huì )有一個(gè)較小限度。

 　　案例 1：

　　在透鏡焦距已經(jīng)固定的情況下，確定較佳輸入光束直徑

　　出于系統機械設計的考慮因素，往往會(huì )對透鏡的焦距造成限制。例如，根據限制，聚焦透鏡與工件之間的距離會(huì )有一個(gè)較小限度。在這種情況下，較實(shí)際的做法是，選擇焦距符合系統機械部分限制條件的透鏡，然后根據該透鏡改變輸入光束的直徑，以盡可能地減小焦點(diǎn)尺寸。

　　為了確定采用多大的輸入光束直徑才能將光斑尺寸減到較小，我們根據計算光斑大小的方程式，先對光束直徑求導數，然后將導數設為 0，求出光斑的較小值。這將得到下列方程：

　　回到我們的上一個(gè)例子，如果使用硒化鋅制作凹凸透鏡，則其焦距限值為 5.00”，即 127 mm，我們可以計算出，較佳輸入光束直徑為 26mm。將這個(gè)值代入計算光斑大小的方程式，得出光斑大小為 86μm，這和我們在“確定光斑大小”部分中看到的數字相同。如果我們對焦距為5.00” 的硒化硫平凸透鏡進(jìn)行計算，可以得出較佳輸入光束直徑為 24 mm，它提供的焦點(diǎn)直徑為96μm。

　　如果系統中現有的激光光束直徑與計算出的輸入光束直徑相去甚遠，請擴大或縮小激光光束直徑，使它等于這一尺寸。要擴大或縮小光束的直徑，您可以使用擴束鏡或聚光器，也可以用多個(gè)透鏡自制擴束鏡或聚光鏡。

　　案例 2：

　　在輸入光束直徑已經(jīng)固定的情況下，確定較佳透鏡焦距

　　如果不可能或不愿改變系統的光束直徑大小，您較好知道使用何種焦距才能使光斑尺寸減到較小。

　　為了確定采用多大的焦距才能將光斑尺寸減到較小，我們根據計算光斑大小的方程式，求出關(guān)于焦距的導數，然后將導數設為 0，求出光斑的較小值。這將得到下列方程：

　　在求出較佳焦距后，您可以在我們產(chǎn)品目錄中找出焦距與較佳值較相近的透鏡，此外，在某些重要的應用，貳陸公司還可以為您準確地制作具有所需的焦距和公差的光學(xué)元件。

　　正如在先前的討論中看到的那樣，當焦距或輸入光束直徑存在限制情況下，能夠得到的焦點(diǎn)大小有一個(gè)限值。如果計算出的較小光斑大于當前應用中所需的尺寸，那么您別無(wú)選擇，只能寄希望于改變某些光學(xué)系統參數了。

　　注意

　　對于大功率 CO2 激光器，一般不建議使用的透鏡的直徑大于光束直徑 (1/e2) 的 1.5倍以上。如果大于此倍數，發(fā)生熱形變的可能性會(huì )相應增加。之所以會(huì )如此，是因為透鏡中點(diǎn)被光束照射而受熱的區域與邊緣較冷的區域的距離加大，導致整個(gè)光學(xué)元件的熱梯度過(guò)大。