для ф-тета линзы есть формула: d = (C*λ*f)/D , где d - диаметр пятна на материале, D - диаметр луча до линзы, C - некий коэффициент 1.83.
Берем навскидку линзу, для которой китайцы заявляют область 210х210, фокусное расстояние у нее 330мм. Зададимся диаметром пятна в 0.4мм - для резки должно сойти.
Считаем D = (C*λ*f)/d ~ 0,016м. Т.е. для получения этой линзой пятна 0.4мм входной луч должен быть 16мм.
получить мы его можем колимматором, для выходящего из трубки луча в 4мм - колимматор 4х, 5мм - 3х итп.
отклонение точки на рабочем поле от оси считается как f*θ, где θ - угол отклонения луча в радианах. Для поля 200х200 максимальное отклонение - 100, требуемый при этом угол для фокусного 330 - 0,30303рад или 17.36 градуса.
вот собственно первое приближение: нужны линза с фокусным расстоянием 330мм, колимматор наверно 3х или 4х в зависимости от нашей трубки, голова с апертурой не менее 16, могущая отклонять луч не менее чем на 17.36 градусов.
ищем и видим, что такая голова довольно дорогая гдет 1800$. Есть за 700 -
http://www.aliexpress.com/item/20mm-Ape ... .19.EDhatO - но у нее заявлено отклонение луча на 15 градусов, не попадаем с этой линзой в требуемое поле.
Попытаемся воткнуть другую линзу. Для отклонения точки от оси в 100мм угловым отклонением 15 градусов нужно фокусное 384,61мм. Ищем, находим линзы с фокусным 380 и 430. 380 даст отклонение 98,8, рабочее поле 197*197. С 430 нормально попадаем в поле.
Считаем, чего у нас там с диаметром луча для такого фокусного. Получаем требуемый диаметр 20мм. Ну ок, апертура позволяет, но нужен колимматор покруче.
Что получилось в итоге: линза с фокусным 430, голова с апертурой 20 и отклонением 15 градусов, колимматор с увеличением таким, чтобы добить луч имеющейся трубки до 20мм.
из текущих я хотел посчитать собственно интенсивность Вт/мм
2, с которой вы режете бумагу, но получилось как-то дофига. Гугл говорит, что для бумаги хватит 30-60 Вт/мм
2, чтобы резать быстро, с вариантом 40Вт трубы и пятна 0.4 имеем хороший запас.
как-то так имхо.