Да, уж. Столько фигни наплели....
Давайте заметим, что лазер это не лампочка, а квантовый генератор, и что геометрическая оптика, которую проходят в физических курсах института имеет некоторые ограничения для представления реальной картины линзы..
Итак:
1. Идеальный лазерный луч с нулевой модой имеет в пятне распределение мощности в виде кривой Гаусса. И фокусируется линзой лучше всего. Другие моды отличные от нулевых - "бублик" или "бублик с пятном" фокусируются хуже и дают меньшую плотность мощности при одинаковой энергии. А режем мы не мощностью, а плотностью мощности. То есть мощность деленная на площадь. чем меньше пятно - при одинаковой мощности, тем лучше.
2. Тут пишут, что мощность падает как квадрат расстояния. Это для лампочки посредине комнаты. Если у тебя практически параллельный пучок энергии, а лазерный луч это именно это, то мощность от расстояния зависит совсем по другому закону. Иначе бы вы не смогли резать одинаковые штуки на расстоянии 0.5 метра и 2 метра.
3. Это только в идеальной тонкой линзе лучи света идеально фокусируются. В реальной линзе все не так. Если луч лазера мал в диаметре, а линза велика, то луч падает только на центр линзы. Центр линзы - практически плоский. Луч не фокусируется!!! Для того что бы луч хорошо фокусировался он должен заполнять практически всю поверхность линзы.
4. Луч лазера, реального лазера, не параллельный, а слегка расширяется. Это неизбежно с теми трубками, которые используются. Чем длиннее труба тем меньше расширение. чем короче - тем больше. Чем меньше выходное отверстие - тем меньше расширение, чем больше отверстие - тем больше расширение.
5. По этому, ели китайцы неправильно рассчитали совокупность "труба/расстояние/диаметр линзы" то при малых расстояниях и происходит, то что описано.
Могу сказать, что это бывает не только с китайцами. Мне в Зеленограде делали станок, на котором стоял щелевой излучатель Рофин-Синар 200 ватт. Была такая же фигня. В ближней зоне плохо прорезал. Отодвинули излучатель на метр с чем то - ситуация заметно улучшилась.
6. Именно по этому на лазеры ставят экспандеры, то есть телескопы. Они расширяют луч. Обычно в 1.5-2.0 раза. Заполняемость линзы увеличивается, что влияет на качество реза. Есть и еще одна выгода. В большом по диаметру луче, уменьшается нагрузка на зеркала. Зеркала работают дольше. Но возрастает диаметр зеркал.
Да, и экспандер ставят из этих соображений после лазера, до первого зеркала, а не перед линзой. И еще, сразу у лазера экспандер тоже не ставят. Так как после выхода из выходного окна, луч лазера еще не сформирован. И описывается не кривой Гаусса, хз чем. Сейчас уже не помню, как называется этот эффект, но когда то этим интересовался.