一种可多波段应用扫描场镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可多波段应用扫描场镜，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和保护窗，其中，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为负透镜，第五透镜为正透镜。本实用新型专利技术可多波段应用扫描场镜，可多波段应用、满足多种场合；可广泛适配多种材质，如PCB板，玻璃，铝等的切割，焊接，标记，雕刻等作业；针对不同的工件类型，无需更换场镜，减少了新品研制的成本，灵活性高。

A scanning field mirror for multi band application

【技术实现步骤摘要】
一种可多波段应用扫描场镜
本技术涉及一种可多波段应用扫描场镜，属于激光加工领域。
技术介绍
场镜是一种搭配振镜头使用的激光加工镜头。高能激光入射振镜头后，依次经过两个可以旋转的反射镜(振镜片)，依据振镜片旋转角度的不同使得激光从不同的角度入射场镜，从而使场镜焦面上的聚焦点移动，利用聚焦点能量密度高的特性，使工件局部出现细微的烧毁，达到加工工件的效果。目前，激光加工领域常见的场镜基本是针对单一波段，偶尔出现双波段场镜，基本只能满足对一种类型材料的高效加工。如常用于加工玻璃的场镜，在对塑料材质加工时会出现无法加工或者加工精度不够的现象，若需要更换加工工件类型，则配套的需要更换相应波段的场镜，增加了新品研制的成本，设备的灵活性不高。
技术实现思路
本技术针对现有场镜消色差能力不足的问题，对486nm-1064nm全波段进行消色差设计，提供一种可多波段应用扫描场镜，实现一款镜头满足多种场合的应用。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种可多波段应用扫描场镜，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和保护窗，其中，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为负透镜，第五透镜为正透镜。本申请对486nm-1064nm全波段进行消色差设计，使得上述可多波段应用扫描场镜(F-Theta平场镜头)，可多波段应用、可满足多种场合，可广泛适配多种材质，如PCB板，玻璃，铝等的切割，焊接，标记，雕刻等作业，针对不同的工件类型，无需更换场镜，减少了新品研制的成本，灵活性高。为了达到更好的486nm-1064nm的消色差效果，第一透镜所用材料为N-LAF2，第二透镜所用材料为K4A，第三透镜所用材料为N-LASF9，第四透镜所用材料为P-SF67，第五透镜所用材料为H-ZLAF68B，保护窗所用材料为K9。上述各型号的材料均为现有的市售产品，申请人在研究实践中发现，不同的材质对消色差效果的影响是比较大，将上述特定材料的镜片按照特定的顺序设置，消色差效果提升非常显著。为了起到更好的消色差效果，优选，第一透镜与第二透镜的中心间距为1.46±0.02mm，第二透镜与第三透镜的中心间距为3.24±0.02mm，第三透镜与第四透镜的中心间距为2.19±0.02mm，第四透镜与第五透镜的中心间距为2.64±0.02mm，第五透镜与保护窗的中心间距为3.00±0.02mm。为了减少各视场的几何像差，优选，保护窗的中心厚度为4±0.05mm，第一透镜的中心厚度为5.3±0.05mm，第二透镜的中心厚度为3±0.05mm，第三透镜的中心厚度为6.35±0.05mm，第四透镜的中心厚度为3±0.05mm，第五透镜的中心厚度为5.46±0.05mm。为了进一步减少场曲和像散、减少畸变，沿光线入射方向，第一透镜的两面依次为第一曲面和第二曲面；第二透镜的两面依次为第三曲面和第四曲面，第三透镜的两面依次为第五曲面和第六曲面，第四透镜的两面依次为第七曲面和第八曲面，第五透镜的两面依次为第九曲面和第十曲面；第一曲面的曲率半径为-1999.63±0.2mm，第二曲面的曲率半径为-45.34±0.2mm；第三曲面的曲率半径为-29.43±0.2mm，第四曲面的曲率半径为-79.99±0.2mm；第五曲面的曲率半径为-64.82mm±0.2，第六曲面的曲率半径为-41.70±0.2mm；第七曲面的曲率半径为-69.64±0.2mm，第八曲面的曲率半径为-1076.88±0.2mm；第九曲面的曲率半径为-67.46±0.2mm，第十曲面的曲率半径为-45.78±0.2mm。上述可多波段应用扫描场镜的波长设置为486nm-1064nm，后截距为152.72mm，焦距为160mm，视场角+-15°，扫描范围55x55mm2，最大入射光口径为10mm。本技术未提及的技术均参照现有技术。本技术可多波段应用扫描场镜，可多波段应用、满足多种场合；可广泛适配多种材质，如PCB板，玻璃，铝等的切割，焊接，标记，雕刻等作业；针对不同的工件类型，无需更换场镜，减少了新品研制的成本，灵活性高。附图说明图1为实施例中可多波段应用扫描场镜光学系统图；图2为实施例中可多波段应用扫描场镜的点列图；图3为实施例中可多波段应用扫描场镜的光扇图；图4为实施例中可多波段应用扫描场镜的MTF图；图5为实施例中可多波段应用扫描场镜的FCD图；图中，G1为第一透镜，G2为第二透镜，G3为第三透镜，G4为第四透镜，G5为第五透镜，G6为保护窗。具体实施方式为了更好地理解本技术，下面结合实施例进一步阐明本技术的内容，但本技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。如图1所示，可多波段应用扫描场镜，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和保护窗，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为负透镜，第五透镜为正透镜，沿光线入射方向，第一透镜的两面依次为第一曲面和第二曲面；第二透镜的两面依次为第三曲面和第四曲面，第三透镜的两面依次为第五曲面和第六曲面，第四透镜的两面依次为第七曲面和第八曲面，第五透镜的两面依次为第九曲面和第十曲面；第一曲面的曲率半径为-1999.63mm，第二曲面的曲率半径为-45.34mm；第三曲面的曲率半径为-29.43mm，第四曲面的曲率半径为-79.99mm；第五曲面的曲率半径为-64.82mm，第六曲面的曲率半径为-41.70mm；第七曲面的曲率半径为-69.64mm，第八曲面的曲率半径为1076.88mm；第九曲面的曲率半径为-67.46mm，第十曲面的曲率半径为-45.78mm；空气间隔：第一透镜与第二透镜的中心间距为1.46mm，第二透镜与第三透镜的中心间距为3.24mm，第三透镜与第四透镜的中心间距为2.19mm，第四透镜与第五透镜的中心间距为2.64mm，镜五与保护窗中心间隔为3mm。保护窗厚度为4mm，第一透镜的中心厚度为5.3mm，第二透镜的中心厚度为3mm，第三透镜的中心厚度为6.35mm，第四透镜的中心厚度为3mm，第五透镜的中心厚度为5.46mm。后截距152.72mm；焦距为160mm；波长设置为486nm-1064nm；视场角+-15°；扫描范围55x55mm^2；聚焦光斑大小为44μm，最大入射光口径为10mm。表1可多波段应用扫描场镜的光学参数上表中，S1代表第一曲面，S2代表第二曲面，S3代表第三曲面，S4代表第四曲面，S5代表第五曲面，S6代表第六曲面，S7代表第七曲面，S8代表第八曲面，S9代表第九曲面，S10代表第十曲面。由图2可看出，各视场的几何像差均在衍射极限内；由图4可看出，各视场的MTF接近衍射极限；由图5可看出，系统的场曲和像散皆在0.7mm内，理论计算焦深0.69接近，表明在加工面上中心和边缘加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可多波段应用扫描场镜，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和保护窗，其中，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为负透镜，第五透镜为正透镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种可多波段应用扫描场镜，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和保护窗，其中，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜，第四透镜为负透镜，第五透镜为正透镜。


2.如权利要求1所述的可多波段应用扫描场镜，其特征在于：第一透镜所用材料为N-LAF2，第二透镜所用材料为K4A，第三透镜所用材料为N-LASF9，第四透镜所用材料为P-SF67，第五透镜所用材料为H-ZLAF68B，保护窗所用材料为K9。


3.如权利要求1或2所述的可多波段应用扫描场镜，其特征在于：第一透镜与第二透镜的中心间距为1.46±0.02mm，第二透镜与第三透镜的中心间距为3.24±0.02mm，第三透镜与第四透镜的中心间距为2.19±0.02mm，第四透镜与第五透镜的中心间距为2.64±0.02mm，第五透镜与保护窗的中心间距为3.00±0.02mm。


4.如权利要求1或2所述的可多波段应用扫描场镜，其特征在于：保护窗的中心厚度为4±0.05mm，第一透镜的中心厚度为5.3±0.05mm，第二透镜的中心厚度为3±0.05mm，第三透镜的中心厚度为6.35±0.05mm，第四透镜的中心厚度为3±0.05mm，第五透镜的中心厚度为5.46±0.05mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏，陈磊，王坚，吴玉堂，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32