一种实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，包括依次相接的总孔径光阑、大角度望远光路、分光棱镜和高倍率显微物镜光路；其中，总孔径光阑的光路轴线和大角度望远光路的光路轴线重合；大角度望远光路的光路轴线与高倍率显微物镜光路的光路轴线相互垂直。本发明专利技术利用大角度望远系统将激光扫描光路的孔径光阑与显微物镜孔径光阑匹配，解决了激光扫描光路要求孔径光阑前置与高倍显微物镜光路要求将孔径光阑中置的矛盾；满足激光平场扫描系统要求将总孔径光阑前置，同时第二透镜组作为高倍显微物镜实现对激光标记或打孔的高倍率监控；整个光路系统作为激光扫描系统满足远心扫描条件；通过一个分光棱镜可以实现激光与可见光波段分光。

【技术实现步骤摘要】
一种实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统
本专利技术涉及一种实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，属于激光扫描领域。
技术介绍
F-theta镜头是激光扫描系统中必不可少的重要组成部分，已广泛应用于打标机、导弹跟踪瞄准、激光打印机、传真机集成电路激光图形发生器和生物芯片检测仪等精密设备中，本质上F-theta镜头通过引入桶形畸变，使得像高线性正比于扫描角。与成像物镜不同，F-theta镜头的像高与视场角成正比。如图1所示F-theta镜头的视场角、焦距和像高满足(1-1)式所示的关系，式中，y为像高，f’为焦距，θ为视场角：y＝f’×θ(1-1)由于F-theta扫描系统需要借助振镜系统或六角转镜实现二维或一维扫描，振镜片或转镜反光面是系统实际的孔径光阑，光路设计上要求将孔径光阑放置在光学系统最前端，即光阑前置，如专利US6,324,015B1，专利US005087987A等所述。在激光微精加工领域，借助振镜扫描系统实现激光在工件表面二维扫描，同时对加工表面的标记或打孔实时监控，当标记或打孔达到微米级别时，须借助高倍率显微物镜实现放大；常规显微物镜在设计时为校本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：包括依次相接的总孔径光阑、大角度望远光路、分光镜和高倍率显微物镜光路；其中，总孔径光阑的光路轴线和大角度望远光路的光路轴线重合；大角度望远光路的光路轴线与高倍率显微物镜光路的光路轴线相互垂直；大角度望远光路包括顺序相接的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜与孔径光阑相邻；第一透镜和第四透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第三透镜为具有正光焦度的弯月形透镜，第三透镜的凹面朝向总孔径光阑；第二透镜为具有负光焦度的双凹透镜；分光镜为分光棱镜或分光分束镜。

【技术特征摘要】
1.一种实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：包括依次相接的总孔径光阑、大角度望远光路、分光镜和高倍率显微物镜光路；其中，总孔径光阑的光路轴线和大角度望远光路的光路轴线重合；大角度望远光路的光路轴线与高倍率显微物镜光路的光路轴线相互垂直；大角度望远光路包括顺序相接的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜与孔径光阑相邻；第一透镜和第四透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第三透镜为具有正光焦度的弯月形透镜，第三透镜的凹面朝向总孔径光阑；第二透镜为具有负光焦度的双凹透镜；分光镜为分光棱镜或分光分束镜。2.如权利要求1所述的实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：高倍率显微物镜光路包括顺序相接的第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、显微物镜孔径光阑、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和工作面；其中，第六透镜和分光棱镜相邻；第六透镜、第九透镜和第十一透镜均为负光焦度的透镜；第七透镜、第八透镜、第十透镜、第十二透镜和第十三透镜均为正光焦度的透镜。3.如权利要求2所述的实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：第八透镜和第九透镜组成双胶合透镜；第十透镜和第十一透镜组成双胶合透镜；第十三透镜为双面非球面透镜。4.如权利要求1-3任意一项所述的实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：分光棱镜为边长不小于30mm的立方体，分光棱镜的分光面保证入射激光沿45度角全反射，同时白光完全透过。5.如权利要求1-3任意一项所述的实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：总孔径光阑和第一透镜之间的间隔为30±0.05mm，第一透镜和第二透镜之间的间隔为16.55±0.05mm，第二透镜和第三透镜之间的间隔为33.25±0.05mm，第三透镜和第四透镜之间的间隔为1.57±0.05mm，第四透镜和分光棱镜之间的间隔为35±0.05mm；分光棱镜和第六透镜之间的间隔为35±0.05mm，第六透镜和第七透镜之间的间隔为1.6±0.05mm，第七透镜和第八透镜之间的间隔为2.53±0.05mm，第八透镜和第九透镜之间的间隔为0mm，第九透镜和显微物镜孔径光阑之间的间隔为2.5mm±0.05mm，显微物镜孔径光阑与第十透镜之间的间隔为0.3±0.05mm，第十透镜和第十一透镜之间的间隔为0mm，第十二透镜和第十三透镜之间的间隔为0.31±0.05mm，第十三透镜和工作面之间的间隔为3.14±0.05mm。6.如权利要求1-3任意一项所述的实现激光扫描与同轴监控一体的高倍显微物镜光路系统，其特征在于：第一透镜的折射率为1.5167±0.0005，色散系数为64.2123±0.0005；第二透镜的折射率为1.5167±0.0005，色散系数为64.2123±0.0005；第三透镜的折射率为1.7552±0.0005，色散系数为27.5474±0.0005；第四透镜的折射率为1.801±0.0005，色散系数为34.9721±0.0005；分光棱镜的折射率为1.5168±0.0005，色散系数为64.2123±0.0005；第六透镜的折射率为1.7552±0.0005，色散系数为27.5474±0.0005；第七透镜的折射率为1.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁思远，王国力，吴玉堂，黄胜弟，朱敏，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，南京光研软件系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32