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什么是平场聚焦镜?场镜的原理是什么?

发布时间:2021-04-28 08:22 人气:

什么是平场聚焦镜?指的是工作在物镜焦平面附近,可以有效减小探测器尺寸的透镜,一般叫法叫场镜。准确来说,场镜应该工作在物镜的像平面。一方面: 场镜的物平面和主平面重合,由主平面的特性可知其放大率为1,因此对系统的放大率无贡献;另一方面,场镜应该将物镜的光阑面投影在目镜的入瞳上,对于单透镜而言,光阑面也就是出瞳,这样可以保证物镜的出射光能够最大限度的通过目镜。如果用在扫描系统中,则探测器替代了目镜的入瞳。

按照波长分:1064nm场镜(也叫YAG场镜)、10.6微米场镜(也叫CO2场镜)、532nm场镜(也叫绿光场镜)、355nm场镜(也叫紫外场镜)。按照设计理念分:f-theta透镜和远心透镜,远心透镜成本很高,在工业系统中主要适应的是f-theta透镜。

场镜的功能特点:

(1)提高边缘光束入射到探测器的能力;

(2)在相同的主光学系统中,附加场镜将减少探测器的面积。如果使用同样的探测器的面积,可扩大视场,增加入射的通量;

(3)可让出像面位置放置调制盘,以解决无处放置调制器的问题;

(4)使探测器光敏面上的非均匀光照得以均匀化;

(5)当使用平像场镜时,可获得平场像面;

(6)在像差校正方面,可以补偿系统的场曲和畸变。

场镜可用来补偿系统的场曲和畸变。例如若在像面处加负场镜产生的正场曲和正畸变可以补偿整个系统的负场曲和畸变,而不影响其它像差。

技术指标:选用场镜,主要考虑的技术参数是工作波长、入射光瞳、扫描范围和聚焦光斑直径。

(1)工作波长:主要是看激光器的波长,场镜是在给定的激光波长镀膜的。如果不在给定的波长范围内用场镜,场镜会被激光烧坏的。

(2)入射光瞳:如使用的是单片镜,反射镜置于入射光瞳的地方,最大可用光束的直径等于入射光瞳的直径。

(3)扫描范围:场镜能扫描到的范围越大,当然越受使用者的欢迎。但是如果增加扫描范围,聚焦光点变大,失真度也要加大。另外加大扫描范围,场镜焦距和工作距也要加大。工作距离的加长,必然导致激光能量的损耗。还有聚焦后的光斑直径跟焦距成正比,这意味着加大扫描范围,聚焦光斑直径跟着加大,光斑聚得不够细,激光的功率密度下降非常快(功率密度跟光斑直径的2次方成反比),不利于加工。所以使用者要根据不同的加工面积选用最适合的场镜,或者备用几个不同扫描范围的场镜。

(4)聚焦光斑直径:对于入射激光束直径D、场镜焦距F和光束质量因子Q的扫描系统,聚焦光斑直径d = 13.5QF/D (mm)。所以用扩束镜可以得到更小的聚焦光斑。

本产品主要用于激光打标机、舞台灯光中,也可用于科学试验和激光测量仪器中。

场镜的主要作用

1、提高边缘光束入射到探测器的能力;

2、在相同的主光学系统中,附加场镜将减少探测器的面积;如果使用同样的探测器面积,可扩大视场,增加入射的通量;

3、使探测器光敏面上的非均匀光照得以均匀化。

平场聚焦镜是激光打标机的重要部件之一,目的是将激光聚焦在整个工件的打标平面上。 主要性能指标如下:
 
 1.扫描范围。 镜头可以扫描的区域越大,当然它就越受欢迎。 但是如果盲目增加扫描面积,将会带来很多问题。 如光斑变粗,失真增加等。  
 
 2.焦距(与工作距离有一定关系,但不等于工作距离)。  
 
①扫描范围与物镜的焦距成正比。 扫描范围的增加将不可避免地导致工作距离的增加。 工作距离的延长将不可避免地导致激光能量的损失。  
 
②焦点的直径与焦距成正比。 当扫描区域达到一定水平时,所获得光斑的直径非常大,即焦点不够小,并且激光的功率密度会很快下降(功率密度与秒数成反比)。 光斑直径的最大功率),这不利于加工。  
 
③因为F-Theta物镜使用y'= f *θ的关系起作用,所以θ和tgθ的实际值仍然不同。 并且随着焦距f的增加,畸变程度将变得越来越大。  
 
 3.工作波长。 目前,市场上使用的大多数是1064nm和10.6um。 但是随着激光器的发展,532nm,355nm和266nm的物镜也会有相应的应用。  
 
场镜的主要评估因素:
 
 1.平面焦点的均匀性,整个表面上的焦点越均匀,质量就越好。  
 
 2.激光透射率,即功率损耗。 激光透射率越强,功耗越低,质量越好。

标签: 场镜 原理

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