在講第二篇文章前，先回顧一下光纖激光器不銹鋼打彩系列故事（1）所講的內(nèi)容。故事（1）里講述了不銹鋼顯色的原理以及在不銹鋼顏色上的差異，主要是受激光本身單脈沖能量及它在鋼片上的光斑重疊率的影響，反應(yīng)到不銹鋼的顯色機理里能呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。
小編在系列故事（1）采用的是在不變的場鏡下調(diào)節(jié)功率和頻率使顏色在規(guī)律中變化。如果在變化的場鏡下，又會有哪些奇特的現(xiàn)象發(fā)生呢？
變化不同焦距的場鏡帶來最直接的影響就是會改變激光功率密度。小焦距場鏡的功率密度高，大焦距場鏡的功率密度低。這是因為焦距越小的場鏡，其聚焦能力越好，聚焦后的激光光點越小，相對的激光功率密度也就越高。在光學(xué)領(lǐng)域，結(jié)合下圖來說，就是指聚焦光斑大小與場鏡（F-Theta）的焦距呈正相關(guān)的關(guān)系。這點的理解跟物理學(xué)中的壓強相像，壓強的概念是物體所受的壓力與受力面積之比，也就是說當(dāng)受力面積越小時候，壓強越大。在激光作用上看，這就使得同一激光參數(shù)在不同場鏡下作用在材料表面的激光能量密度是不一樣的。換而言之，改變場鏡后要保證原始的能量密度不做改變，最直接改變的參數(shù)就是激光功率值了。以提高功率值的方式來維持能量和場鏡之間的一種基本比例不變，達(dá)到打出相同顏色的目的。
激光聚焦模擬圖
然而更改輸出功率值后，是不是直接就可以達(dá)成目的呢？
從故事（1）中我們就推導(dǎo)過：在大焦距鏡頭中，功率值的增加，維持了激光功率密度的穩(wěn)定。但若再以此頻率下的激光脈沖作用到材料表面，那則會使脈沖重疊率變大，這其實會變相的改變了材料單位面積內(nèi)所受的激光能量。因此，在光斑擴(kuò)大情況下，必須降低頻率以維持原來的光斑重疊率，這樣色彩的一致性會更高。如果功率值減小，情況反之。理論分析了這么多，實踐才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。實際情況到底如何呢？
小編選擇四種不同焦距的場鏡進(jìn)行驗證，分別是F=163mm，F(xiàn)=220mm，F(xiàn)=254mm ，F(xiàn)=330mm，激光器選用JPT-YDFLP-20W-M6+型。填充間距設(shè)為0.001，0°弓形填充。在不銹鋼板上，選擇脈寬2ns，45ns和80ns各自調(diào)出獨特的色彩：
圖1：@2ns在不同場鏡下保持藍(lán)色的一致性
圖2：@45ns在不同場鏡下保持棕色的一致性
圖3：@80ns在不同場鏡下保持綠色的一致性
上述三例分別在不同脈寬下實現(xiàn)了不同場鏡下保持色彩的一致性問題，從而也驗證了小編的推論。
至此，在兩篇文章里已分別講述了頻率、功率、不同焦距場鏡等因素對不銹鋼色彩的影響，從中就能發(fā)現(xiàn)，不銹鋼打彩的激光工藝應(yīng)用，MOPA激光器擁有明顯的優(yōu)勢：杰普特MOPA激光器擁有寬廣的脈沖寬度及脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍，精確的激光控制以及快速的響應(yīng)速度。MOPA激光器在實際調(diào)試使用中能起到事半功倍的效果。
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