帶你了解場鏡的原理及作用

近年來，激光打標技術已成為激光加工的最大應用領域之一，并以其標記速度快，字跡清晰，防偽功能強，污染小等特點得到工業界的廣泛關注。目前國內主要使用振鏡掃描系統。激光束入射到兩個被電機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，實現激光束的偏轉。

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。它是在不改變光學系統光學特性的前提下，改變成像光束位置。場鏡經常被應用1064nm、10.6微米、532nm和355nm的光學系統中。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。準確來說，場鏡應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，因此對系統的放大率無貢獻；另一方面，場鏡應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。如果用在掃描系統中，則探測器替代了目鏡的入瞳。

一般來說，打標系統中激光束穿過聚焦透鏡系統后會產生離軸偏轉現象,相對理想的平面而言，會在打標面上出現異常圖像或畸變。平場聚焦鏡，也稱場鏡、f-theta聚焦鏡，是一種專業的透鏡系統，目的是將激光束在整個打標平面內形成均勻大小的聚焦光斑，是激光打標機的最重要配件之一。場鏡可分為f-theta透鏡和遠心透鏡。由于遠心透鏡的成本和費用很高，在工業應用的激光打標機中主要使用F-theta透鏡。在沒有變形的情況下，聚焦點的位置取決于透鏡的焦距以及偏轉角的切線，聚焦點的位置僅取決于焦距和偏轉角，這樣就簡化了焦點定位的計算方法。

選用場鏡，主要考慮的技術參數是工作波長、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，當然越受使用者的歡迎。但是如果增加掃描范圍，聚焦光點變大，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，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和光束質量因子Q的掃描系統，聚焦光斑直徑d = 13.5QF/D (mm)。所以用擴束鏡可以得到更小的聚焦光斑。

新特光電所提供的這款產品主要用于激光打標機、舞臺燈光中，也可用于科學試驗和激光測量儀器中。