激光场镜的具体作用是什么?
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工作在物镜焦平面附近,可以有效减小探测器尺寸的透镜,别成为场镜。平场聚焦镜,也称场镜、f-theta聚焦镜,是一种专业的透镜系统,目的是将激光束在整个打标平面内形成均匀大小的聚焦光斑,是激光打标机的最重要配件之一。在不改变光学系统光学特性的前提下,改变成像光束位置。场镜经常被用于红外光学系统中。
场镜可分为f-theta透镜和远心透镜。由于远心透镜的成本和费用很高,在工业应用的激光打标机中主要使用F-theta透镜。在没有变形的情况下,聚焦点的位置取决于透镜的焦距以及偏转角的切线,聚焦点的位置仅取决于焦距和偏转角,这样就简化了焦点定位的计算方法。
场镜的主要技术参数有:工作波长、入射光瞳、扫描范围 和聚焦光斑直径。
工作波长:主要看激光器的波长,场镜的镜片是在给定的激光波长镀膜。如果不在给定的波长范围内使用场镜,场镜可能会被激光烧坏或所需要的激光透过率很低。
入射光瞳:也叫最大入射光斑。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。入射光瞳越大,通过聚焦镜聚焦出来的聚焦光斑直径越小,所以在要求打标特别精细的场合,我们会考虑使用入射光瞳大一些的场镜,如精细打标和振镜式焊接。
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。
焦距:跟工作距离有一定关系,但是不等于工作距离。
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。
场镜的主要作用是:
(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。