帶你了解場鏡的原理及作用

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。目前國內(nèi)主要使用振鏡掃描系統(tǒng)。激光束入射到兩個被電機(jī)控制的互相垂直的振鏡上，兩個振鏡可以分別在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鏡。人們也稱之為：F-Theta場鏡，f-θ場鏡，激光掃描聚焦鏡，平場聚焦鏡。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，可以有效減小探測器尺寸的透鏡，被稱為場鏡。準(zhǔn)確來說，場鏡應(yīng)該工作在物鏡的像平面。一方面：場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，因此對系統(tǒng)的放大率無貢獻(xiàn)；另一方面，場鏡應(yīng)該將物鏡的光闌面投影在目鏡的入瞳上，對于單透鏡而言，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)后會產(chǎn)生離軸偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,相對理想的平面而言，會在打標(biāo)面上出現(xiàn)異常圖像或畸變。平場聚焦鏡，也稱場鏡、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，這樣就簡化了焦點(diǎn)定位的計(jì)算方法。

選用場鏡，主要考慮的技術(shù)參數(shù)是工作波長、入射光瞳、掃描范圍和聚焦光斑直徑。

工作波長：主要是看激光器的波長，場鏡是在給定的激光波長鍍膜的。如果不在給定的波長范圍內(nèi)用場鏡，場鏡會被激光燒壞的。

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，場鏡焦距和工作距也要加大。工作距離的加長，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常快（功率密度跟光斑直徑的2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鏡，或者備用幾個不同掃描范圍的場鏡。

聚焦光斑直徑：對于入射激光束直徑D、場鏡焦距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)、舞臺燈光中，也可用于科學(xué)試驗(yàn)和激光測量儀器中。