
扫描场镜,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,以解决打标系统中激光束穿过聚焦透镜系统后会产生离轴偏转现象,是激光打标机的最重要配件之一。 人们也称之为:F-Theta场镜,f-θ场镜,激光扫描聚焦镜,平场聚焦镜。它是在不改变光学系统光学特性的前提下,改变成像光束位置。场镜经常被应用1064nm、10.6微米、532nm和355nm的光学系统中。
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。激埃特生产的场镜全部采用进口的硒化锌材料,在保证打标精度的基础上更能延长配件使用的寿命,减少拆装调试的麻烦。 目前我司扫描场镜全部采用单片式F-theta透镜,在保证精度的情况下,更降低企业的成本。
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,场镜应该讲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。

场镜的分类:
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。
场镜的焦距
通常情况下,场镜的焦距可以根据高斯光学物像关系确定,
,其中,f1’和f2‘分别表示物镜和目镜的焦距,f为场镜的焦距,如右图所示。
激光扫描系统
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。

秦皇岛本征晶体科技有限公司的场镜全部采用进口的硒化锌材料,在保证打标精度的基础上更能延长配件使用的寿命,减少拆装调试的麻烦。目前我司扫描场镜全部采用单片式F-theta透镜,在保证精度的情况下,更降低企业的成本。
材料 | 透镜通光口径(mm) | 扫描区域(mm) | 焦距(mm) | 透镜直径(mm) | 工作距离(mm) |
硒化锌 | 25 | 88 | 127 | 28 | 134 |
硒化锌 | 25 | 60 | 89.5 | 28 | 96 |
硒化锌 | 36 | 40 | 100 | 40 | 103 |
硒化锌 | 36 | 70 | 100 | 40 | 106 |
硒化锌 | 43 | 40 | 55 | 48 | 59 |
硒化锌 | 43 | 70 | 105 | 48 | 110 |
硒化锌 | 43 | 100 | 150 | 48 | 159 |
硒化锌 | 43 | 140 | 200 | 48 | 209 |
硒化锌 | 43 | 250 | 360 | 48 | 379 |
硒化锌 | 57 | 120 | 175 | 64 | 187 |
硒化锌 | 57 | 110 | 208 | 64 | 217 |
硒化锌 | 64 | 140 | 200 | 68 | 215 |
硒化锌 | 74 | 140 | 200 | 75 | 211 |