Главная →
Все статьи →
Линза для лазера CO2: фокусное расстояние и какой стороной ставить

Линза для лазерного станка CO2: какое фокусное расстояние выбрать и какой стороной ставить

Опубликовано: 03.11.2026

Фокусирующая линза собирает луч лазера CO2 в пятно на материале, и от её фокусного расстояния зависят ширина реза, детальность гравировки и толщина, которую станок режет чисто. Вторая частая ошибка при замене линзы это неверная сторона установки. Ниже разобрано, как фокусное расстояние меняет пятно и глубину резкости, какую линзу брать под задачу, какой стороной её ставить и как найти фокус после замены.

Что такое фокусное расстояние

Фокусное расстояние это расстояние от линзы до точки, где луч имеет наименьший диаметр. В каталоге линз для лазера CO2 стоят линзы ZnSe с фокусом 38.1, 50.8, 63.5, 76.2 и 101.6 мм: это 1.5, 2, 2.5, 3 и 4 дюйма. Материал ZnSe прозрачен для излучения 10,6 мкм, на котором работает CO2-лазер.

Фокусное расстояние линзы ZnSe CO2: луч сходится в точку наименьшего пятна — ZnSe, 10,6 мкм: фокусное расстояние от линзы до точки наименьшего диаметра пятна

Как фокус меняет пятно и глубину резкости

Для гауссова пучка диаметр пятна в фокусе пропорционален отношению фокусного расстояния к диаметру луча на линзе. Глубина резкости, то есть участок, где пятно остаётся узким, растёт как квадрат диаметра пятна. При одном и том же луче отсюда следует расчёт:

Фокус, мм	Пятно относительно F50.8	Глубина резкости относительно F50.8	Задача
38.1	0,75×	0,56×	мелкая гравировка, тонкие материалы
50.8	1×	1×	гравировка и резка тонкого листа
63.5	1,25×	1,56×	универсальная: резка фанеры и акрила средней толщины, гравировка
76.2	1,5×	2,25×	резка толстого материала
101.6	2×	4×	толстый акрил, гравировка по неровной поверхности

Сравнение фокусов F38.1–F101.6: пятно и глубина резкости относительно F50.8 — Пятно и глубина резкости относительно F50.8: гравировка (F38.1), универсальная (F63.5), толстый лист (F101.6)

Линза F101.6 даёт пятно вдвое шире, чем F50.8, но зона, где луч сохраняет ширину, у неё в 4 раза длиннее. Поэтому на толстом листе длиннофокусная линза даёт стенку реза ровнее, без конуса, а короткофокусная тоньше гравирует, но требует точнее выставлять высоту. Абсолютные значения пятна зависят от диаметра луча на линзе, то есть от трубки и длины оптического пути, поэтому в таблице только соотношения.

Диаметр линзы и головка

Диаметр линзы (12, 18, 20 или 25 мм) выбирают не по задаче, а по посадочному месту в лазерной головке. Линза 20 мм в гнезде под 25 мм не центрируется, луч проходит мимо оси сопла. Если меняется фокусное расстояние, меняется и расстояние от линзы до материала: для длиннофокусной линзы в головку ставят удлинительную трубку или кольцо, иначе фокус окажется ниже стола.

Диаметр линзы 20 мм в гнезде 20 мм и ошибка в гнезде 25 мм, удлинительная трубка — Линза должна совпадать с гнездом головки; для длинного фокуса ставят удлинительную трубку или кольцо

Какой стороной ставить линзу

Плоско-выпуклую линзу ставят выпуклой стороной вверх, навстречу лучу от третьего зеркала, плоской стороной к материалу. В таком положении параллельный луч преломляется на обеих поверхностях поровну, и сферическая аберрация минимальна: пятно получается меньше и резче. Перевёрнутая линза тоже фокусирует, но пятно шире, рез слабее, а на гравировке края размыты. У менисковой линзы выпуклая сторона тоже смотрит вверх, вогнутая вниз.

Плоско-выпуклая линза CO2 выпуклой стороной к лучу, пятно и глубина резкости F50.8 и F101.6 — Выпуклая сторона вверх, к лучу. Справа F101.6 относительно F50.8: пятно 2×, глубина резкости 4×

Плоско-выпуклая и менисковая линзы CO2 выпуклой стороной вверх — Плоско-выпуклая и менисковая: выпуклая сторона вверх, к лучу

Как определить сторону: в отражении выпуклой поверхности окно или лампа видны уменьшенными, на плоской стороне отражение не искажено. Линзу берут только за край, в перчатках или через салфетку.

Как найти фокус после замены

Проверьте юстировку зеркал: луч должен приходить в центр головки. Порядок описан в статье юстировка лазерного станка CO2.
Положите на стол рейку из фанеры или картона под углом: один конец на столе, другой приподнят на 20-30 мм.
Проведите вдоль рейки линию на малой мощности.
Найдите самое узкое место линии и измерьте расстояние от этой точки до сопла. Это рабочая высота для данной линзы.
Сделайте по этой высоте упор-шаблон и выставляйте им головку перед работой.

Поиск фокуса на наклонной рейке 20-30 мм и фокус внутри толстого листа — Наклонная рейка 20-30 мм: самое узкое место линии даёт рабочую высоту; на толстом листе фокус внутри материала

Для резки толстого материала фокус ставят не на поверхность, а внутрь листа, ниже поверхности на часть толщины: так пятно остаётся узким по всей глубине реза.

Уход за линзой

Обдув сопла держит дым и смолу подальше от линзы. Без него налёт нагревается под лучом, и линза трескается. Что ещё нужно станку для защиты оптики, разобрано в статье что нужно лазерному станку CO2 кроме трубки.
Чистят линзу палочками для оптики с изопропиловым спиртом, одним движением, без нажима.
Тёмное пятно в центре, которое не смывается, означает выгорание покрытия. Такую линзу меняют: она поглощает энергию и греется.

Частые вопросы

Есть ли разница, какой стороной ставить линзу?

Есть. Перевёрнутая плоско-выпуклая линза даёт более широкое пятно из-за сферической аберрации, поэтому станок режет слабее и гравирует менее чётко.

Какая линза универсальная?

F63.5 (2.5 дюйма): у неё пятно шире, чем у F50.8, в 1,25 раза, а глубина резкости больше в 1,56 раза. Это компромисс между гравировкой и резкой листа средней толщины.