{"id":1291,"date":"2019-04-24T00:00:27","date_gmt":"2019-04-24T00:00:27","guid":{"rendered":"https:\/\/novanta.com\/it\/precision-manufacturing\/senza-categoria\/qual-e-la-differenza-tra-dimensione-del-fascio-e-apertura-libera\/"},"modified":"2019-04-24T00:00:27","modified_gmt":"2019-04-24T00:00:27","slug":"qual-e-la-differenza-tra-dimensione-del-fascio-e-apertura-libera","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/novanta.com\/it\/precision-manufacturing\/articoli\/articolo\/qual-e-la-differenza-tra-dimensione-del-fascio-e-apertura-libera\/","title":{"rendered":"Qual \u00e8 la differenza? Dimensione del fascio vs. apertura libera"},"content":{"rendered":"\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-understanding-laser-beam-system-designs-nbsp-beam-size-versus-clear-aperture\">Comprendere la progettazione dei sistemi a raggio laser:  dimensione del raggio e apertura libera<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Per la configurazione dei sistemi, \u00e8 importante comprendere la progettazione dei sistemi a raggio laser che utilizzano la tecnologia di orientamento del raggio.  Pi\u00f9 specificamente, l\u2019abbinamento di un sistema di orientamento del raggio con un laser \u00e8 fondamentale.  Durante la configurazione, \u00e8 essenziale allineare l\u2019apertura libera del sistema di orientamento del raggio con la dimensione del raggio del laser.  Ci\u00f2 solleva spesso la questione del rapporto tra dimensione del raggio e apertura libera.  Analizziamo questo argomento in questo post del blog e vi aiutiamo a effettuare i calcoli corretti.  <\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-setting-up-laser-beam-systems\">Configurazione dei sistemi a raggio laser<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Esistono molti malintesi riguardo alla configurazione di un laser e di un sistema di orientamento del raggio.  Il malinteso pi\u00f9 comune \u00e8 che il valore dell\u2019apertura libera debba<em> essere pari<\/em> alla dimensione massima consentita del raggio laser.  I componenti ottici presentano un parametro noto come apertura libera, che definisce rigorosamente le prestazioni ottiche all\u2019interno di tale apertura.  Le prestazioni ottiche al di fuori dell\u2019apertura libera non sono specificate.  Un\u2019illuminazione significativa oltre questo limite non solo causa una perdita di potenza, ma provoca anche i seguenti effetti sui componenti ottici:  <\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li>Deformazione dell\u2019ottica a causa di un surriscaldamento eccessivo<\/li>\n\n\n\n<li>Variazione dell\u2019indice di rifrazione in funzione della temperatura (solo ottiche trasmissive)<\/li>\n\n\n\n<li>Delaminazione tra il rivestimento e il substrato<\/li>\n\n\n\n<li>Luce parassita che pu\u00f2 danneggiare altri componenti del sistema<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-beam-size-versus-clear-aperture-the-gaussian-profile\">Dimensione del fascio rispetto all\u2019apertura libera: il profilo gaussiano<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In genere, i laser emettono fasci di forma circolare con un profilo gaussiano. Applicando tecnologie di modellazione del fascio, il profilo gaussiano pu\u00f2 essere trasformato in un profilo uniforme (a cilindro), con il fascio in uscita modellato in forma quadrata, rettangolare, ecc. La dimensione del fascio per un parametro uniforme \u00e8 semplice da determinare (vedi figura sotto). La misurazione del diametro del fascio con profilo gaussiano \u00e8 invece pi\u00f9 soggettiva e dipende in larga misura dalla metodologia seguita. Tra i diversi criteri utilizzati per indicare la dimensione di un fascio gaussiano figurano: D4\u03c3, 10\/90 o 20\/80 \u201cknife-edge\u201d,<sup>1\/e\u00b2<\/sup>, FWHM e D86. Tra questi,<sup>1\/e\u00b2<\/sup> e FWHM (larghezza a met\u00e0 altezza) sono quelli pi\u00f9 comunemente utilizzati. \u00c8 importante comprendere il profilo e la dimensione del raggio laser.  Infatti, lo stesso raggio laser avr\u00e0 una dimensione diversa a seconda della<sup>definizione utilizzata\u00b9<\/sup>.   <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"768\" height=\"203\" src=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_ec5665.png?quality=85&#038;strip=all\" alt=\"\" class=\"wp-image-711\" srcset=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_ec5665.png?quality=85&amp;strip=all 768w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_ec5665.png?resize=320%2C85&amp;quality=85&amp;strip=all 320w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_ec5665.png?resize=400%2C106&amp;quality=85&amp;strip=all 400w\" sizes=\"auto, (max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"768\" height=\"168\" src=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_8f4673.png?quality=85&#038;strip=all\" alt=\"\" class=\"wp-image-712\" srcset=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_8f4673.png?quality=85&amp;strip=all 768w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_8f4673.png?resize=320%2C70&amp;quality=85&amp;strip=all 320w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_8f4673.png?resize=400%2C88&amp;quality=85&amp;strip=all 400w\" sizes=\"auto, (max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-different-beam-sizes\">Dimensioni del fascio diverse<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cosa succede quando la stessa apertura libera viene applicata a diverse dimensioni del fascio? \u00c8 piuttosto semplice, come illustrato nella figura sottostante. Se il fascio laser supera i limiti dell\u2019apertura libera, la parte esterna del fascio verr\u00e0 troncata. Il che ci porta alla domanda successiva: quale diametro del fascio si dovrebbe applicare per una determinata apertura libera?   <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" height=\"204\" width=\"1024\" src=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_242461.png?quality=85&#038;strip=all&#038;w=1024\" alt=\"\" class=\"wp-image-713\" srcset=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_242461.png?quality=85&amp;strip=all 1263w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_242461.png?resize=320%2C64&amp;quality=85&amp;strip=all 320w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_242461.png?resize=400%2C80&amp;quality=85&amp;strip=all 400w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_242461.png?resize=840%2C168&amp;quality=85&amp;strip=all 840w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_242461.png?resize=1200%2C239&amp;quality=85&amp;strip=all 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">   Approfondendo un po\u2019 le equazioni matematiche e utilizzando<sup>come <\/sup>esempio un tipico fascio gaussiano con una dimensione del fascio definita da<sup>1\/e\u00b2 <\/sup>, possiamo garantire una perdita di potenza inferiore all\u20191% dovuta al taglio del fascio. Si vedano le formule riportate di seguito:  <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"600\" height=\"210\" src=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_4a41e1.png?quality=85&#038;strip=all\" alt=\"\" class=\"wp-image-714\" srcset=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_4a41e1.png?quality=85&amp;strip=all 600w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_4a41e1.png?resize=320%2C112&amp;quality=85&amp;strip=all 320w, https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_4a41e1.png?resize=400%2C140&amp;quality=85&amp;strip=all 400w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">    Pertanto, il diametro del fascio incidente sull\u2019apertura dovrebbe essere:  <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"300\" height=\"72\" src=\"https:\/\/novanta.com\/precision-manufacturing\/wp-content\/uploads\/sites\/28\/2026\/04\/image_aeca56.png?quality=85&#038;strip=all\" alt=\"\" class=\"wp-image-715\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a0E con lo stesso calcolo per garantire una perdita di potenza &lt;10%, l\u2019apertura libera dovrebbe essere almeno 1,07 volte pi\u00f9 grande della dimensione<sup>del fascio 1\/e\u00b2<\/sup>; per una perdita di potenza inferiore al 5%, dovrebbe essere pari a 1,22; e per una perdita di potenza inferiore allo 0,1%, dovrebbe essere pari a 1,86. \u00a0 \u00c8 importante notare che, poich\u00e9 il valore della dimensione del fascio laser definito da<sup>1\/e\u00b2 \u00e8<\/sup>approssimativamente 1,7 volte il diametro definito dall\u2019FWHM, i calcoli relativi alla dimensione appropriata del fascio e ai rapporti dell\u2019apertura libera possono essere effettuati sulla base degli esempi sopra riportati. \u00a0 In questo caso, definiamo la dimensione del fascio in termini di FWHM utilizzando come esempio un fascio gaussiano. Per garantire una perdita di potenza &lt;1% dovuta al clipping del fascio, l\u2019apertura libera dovrebbe essere: \u00a0<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-importance-of-laser-beam-size\">Importanza della dimensione del raggio laser<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Un altro punto da chiarire riguarda <strong>il tipico malinteso secondo cui la dimensione del fascio laser in ingresso dovrebbe essere esattamente uguale all\u2019apertura libera<\/strong>. Applicando la stessa formula e supponendo che la dimensione del fascio sia definita da<sup>1\/e\u00b2<\/sup>, si corre il rischio di clipping del 13,5% della potenza. \u00c8 fondamentale notare che la quantit\u00e0 di potenza che fuoriesce dagli specchi non solo causer\u00e0 surriscaldamento, delaminazione, bruciatura dei rivestimenti e dispersione della luce, come menzionato in precedenza, ma si depositer\u00e0 anche sulle parti interne all\u2019alloggiamento della testina di scansione o verr\u00e0 assorbita dall\u2019anello di fissaggio della lente DFM (con colla) e dal supporto della lente DFM. In entrambi i casi, ci\u00f2 causer\u00e0 gravi danni ai sistemi attuali durante l\u2019integrazione ed \u00e8 particolarmente importante quando si lavora con un laser ad alta potenza.   Infine, ma non meno importante, i calcoli di cui sopra presuppongono un allineamento perfetto. Se sono presenti effettivi errori di allineamento, \u00e8 opportuno considerare di lasciare alcuni margini di sicurezza. .<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-remember-the-differences-between-beam-size-versus-clear-aperture\">Ricordate le differenze tra dimensione del fascio e apertura libera<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In conclusione, ricordate sempre che la definizione di dimensione del fascio in ingresso e quella di dimensione dell\u2019apertura libera <strong><em>NON<\/em><\/strong> sono la stessa cosa. Se si commette questo errore, si pu\u00f2 verificare un clipping di potenza imprevisto che influir\u00e0 negativamente sul sistema durante l\u2019integrazione, causando malfunzionamenti o addirittura l\u2019esplosione del sistema. Quando gli utenti acquistano da noi una soluzione per la deviazione del raggio laser, forniamo le informazioni relative all\u2019apertura libera, mentre la definizione della dimensione del raggio laser dovrebbe essere riportata nella scheda tecnica del laser. Inoltre, la scheda tecnica del laser potrebbe fornire anche le specifiche di allineamento, quali la posizione di uscita del raggio e l\u2019errore di puntamento. Se tali dati non sono forniti, assicuratevi di verificare con il produttore del laser per confermare questi parametri al fine di ottenere le migliori prestazioni. Avendo testato e integrato con successo diversi sistemi in molteplici applicazioni, possiamo garantire che queste raccomandazioni contribuiranno a chiarire eventuali confusioni e a prevenire danni futuri.        <\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\" \/>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">1. Alcuni laser possono presentare un profilo di irradianza centrale che si avvicina molto a un profilo gaussiano, ma contengono anche \u201clobi\u201d aggiuntivi di irradianza ai margini. Ad alta potenza, questi lobi possono essere significativi e devono essere presi in considerazione.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Comprendere la progettazione dei sistemi a raggio laser: dimensione del raggio e apertura libera Per la configurazione dei sistemi, \u00e8 importante comprendere la progettazione dei sistemi a raggio laser che utilizzano la tecnologia di orientamento del raggio. Pi\u00f9 specificamente, l\u2019abbinamento di un sistema di orientamento del raggio con un laser \u00e8 fondamentale. 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