帶你了解場(chǎng)鏡的原理及作用
近年來,激光打標(biāo)技術(shù)已成為激光加工的最大應(yīng)用領(lǐng)域之一,并以其標(biāo)記速度快,字跡清晰,防偽功能強(qiáng),污染小等特點(diǎn)得到工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)主要使用振鏡掃描系統(tǒng)。激光束入射到兩個(gè)被電機(jī)控制的互相垂直的振鏡上,兩個(gè)振鏡可以分別在X和Y方向掃描,實(shí)現(xiàn)激光束的偏轉(zhuǎn)。
工作在物鏡焦面附近的透鏡稱為場(chǎng)鏡。人們也稱之為:F-Theta場(chǎng)鏡,f-θ場(chǎng)鏡,激光掃描聚焦鏡,平場(chǎng)聚焦鏡。它是在不改變光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)特性的前提下,改變成像光束位置。場(chǎng)鏡經(jīng)常被應(yīng)用1064nm、10.6微米、532nm和355nm的光學(xué)系統(tǒng)中。工作在物鏡焦平面附近,可以有效減小探測(cè)器尺寸的透鏡,被稱為場(chǎng)鏡。準(zhǔn)確來說,場(chǎng)鏡應(yīng)該工作在物鏡的像平面。一方面:場(chǎng)鏡的物平面和主平面重合,由主平面的特性可知其放大率為1,因此對(duì)系統(tǒng)的放大率無貢獻(xiàn);另一方面,場(chǎng)鏡應(yīng)該將物鏡的光闌面投影在目鏡的入瞳上,對(duì)于單透鏡而言,光闌面也就是出瞳,這樣可以保證物鏡的出射光能夠最大限度的通過目鏡。如果用在掃描系統(tǒng)中,則探測(cè)器替代了目鏡的入瞳。
一般來說,打標(biāo)系統(tǒng)中激光束穿過聚焦透鏡系統(tǒng)后會(huì)產(chǎn)生離軸偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,相對(duì)理想的平面而言,會(huì)在打標(biāo)面上出現(xiàn)異常圖像或畸變。平場(chǎng)聚焦鏡,也稱場(chǎng)鏡、f-theta聚焦鏡,是一種專業(yè)的透鏡系統(tǒng),目的是將激光束在整個(gè)打標(biāo)平面內(nèi)形成均勻大小的聚焦光斑,是激光打標(biāo)機(jī)的最重要配件之一。場(chǎng)鏡可分為f-theta透鏡和遠(yuǎn)心透鏡。由于遠(yuǎn)心透鏡的成本和費(fèi)用很高,在工業(yè)應(yīng)用的激光打標(biāo)機(jī)中主要使用F-theta透鏡。在沒有變形的情況下,聚焦點(diǎn)的位置取決于透鏡的焦距以及偏轉(zhuǎn)角的切線,聚焦點(diǎn)的位置僅取決于焦距和偏轉(zhuǎn)角,這樣就簡(jiǎn)化了焦點(diǎn)定位的計(jì)算方法。
選用場(chǎng)鏡,主要考慮的技術(shù)參數(shù)是工作波長(zhǎng)、入射光瞳、掃描范圍和聚焦光斑直徑。
工作波長(zhǎng):主要是看激光器的波長(zhǎng),場(chǎng)鏡是在給定的激光波長(zhǎng)鍍膜的。如果不在給定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)用場(chǎng)鏡,場(chǎng)鏡會(huì)被激光燒壞的。
入射光瞳:如使用的是單片鏡,反射鏡置于入射光瞳的地方,最大可用光束的直徑等于入射光瞳的直徑。
掃描范圍:場(chǎng)鏡能掃描到的范圍越大,當(dāng)然越受使用者的歡迎。但是如果增加掃描范圍,聚焦光點(diǎn)變大,失真度也要加大。另外加大掃描范圍,場(chǎng)鏡焦距和工作距也要加大。工作距離的加長(zhǎng),必然導(dǎo)致激光能量的損耗。還有聚焦后的光斑直徑跟焦距成正比,這意味著加大掃描范圍,聚焦光斑直徑跟著加大,光斑聚得不夠細(xì),激光的功率密度下降非??欤üβ拭芏雀獍咧睆降?次方成反比),不利于加工。所以使用者要根據(jù)不同的加工面積選用最適合的場(chǎng)鏡,或者備用幾個(gè)不同掃描范圍的場(chǎng)鏡。
聚焦光斑直徑:對(duì)于入射激光束直徑D、場(chǎng)鏡焦距F和光束質(zhì)量因子Q的掃描系統(tǒng),聚焦光斑直徑d = 13.5QF/D (mm)。所以用擴(kuò)束鏡可以得到更小的聚焦光斑。
新特光電所提供的這款產(chǎn)品主要用于激光打標(biāo)機(jī)、舞臺(tái)燈光中,也可用于科學(xué)試驗(yàn)和激光測(cè)量?jī)x器中。