本实用新型专利技术公开了一种双波段激光消色差扫描光学系统，从物方到像方包括依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜；第二透镜和第三透镜均为具有正光焦度的凹凸透镜；第四透镜为具有负光焦度的凹凸透镜；第五透镜为具有正光焦度的平凸透镜；第六透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第七透镜为具有负光焦度的双凹透镜。上述扫描光学系统，通过正负透镜组合，满足聚焦光斑在同一工作平面的平场效果，聚光光斑在整个扫描范围内尺寸差异很小，均匀性高，消除了不同波长的色差影响，设计效果良好，可适用于波长1030nm和515nm的激光进行的材料加工。
【技术实现步骤摘要】
一种双波段激光消色差扫描光学系统
本技术涉及一种双波段激光消色差扫描光学系统，属于两种激光扫描的聚焦系统领域。
技术介绍
近年来随着激光技术的发展，激光应用已经深入到现代生活的各个方面，比如，通过激光进行材料的切割、打标、钻孔、微加工等。扫描镜头通常称作F-theta镜头，激光光束通过扫描阵镜，被扫描镜头聚焦在工作面上，实现激光对工件进行加工作业。在激光加工材料中，通常因为材料不同，要选择不同波长的激光，为了消除不同激光加工效果差异，开发一款消色差扫描镜头是非常必要的。
技术实现思路
本技术提供一种双波段激光消色差扫描光学系统，在保证扫描镜头的平场性和均匀性的同时，实现两种波长的消色差处理，可让激光聚焦在相同的工作面上，进行材料的精密加工。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种双波段激光消色差扫描光学系统，从物方到像方包括依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜；第二透镜和第三透镜均为具有正光焦度的凹凸透镜；第四透镜为具有负光焦度的凹凸透镜；第五透镜为具有正光焦度的平凸透镜；第六透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第七透镜为具有负光焦度的双凹透镜。上述描光学系统，通过正负透镜组合，光焦度采用“负-正-正-负-正-正-负”的分配方式，满足聚焦光斑在同一工作平面的平场效果，消除了不同波长的色差影响，设计效果良好，可适用于波长1030nm和515nm的激光进行的材料加工。上述光学系统所含透镜表面均为球面，这使得单个光学零件的技工与制作成本大幅度降低。上述光学系统在1030nm和515nm波段平场性优良，光斑比较均匀，聚光光斑在整个扫描范围内尺寸差异很小，均匀性高。扫描镜头是在两种激光环境下使用的，所以需要对着两种激光波长的光谱进行消色差处理，本申请采用冕类和火石类玻璃，玻璃材料的稳定性好，为了实现更好的消色差效果，优选，第一透镜所用材质为轻冕玻璃，第二透镜所用材质为镧火石玻璃，第三透镜所用材质为镧冕玻璃，第四透镜所用材质为重火石玻璃，第五透镜所用材质为镧冕玻璃，第六透镜所用材质为镧冕玻璃，第七透镜所用材质为重火石玻璃。上述方案采用多片透镜，多种材料进行像差校正。为了进一步确保像质，第一透镜的中心厚度为4.5±0.1mm；第二透镜的中心厚度为8±0.2mm；第三透镜的中心厚度为11±0.2mm；第四透镜的中心厚度为5±0.1mm；第五透镜的中心厚度为12.5±0.2mm；第六透镜的中心厚度为12.4±0.2mm；第七透镜的中心厚度为5.8±0.1mm。为了进一步提高扫描均匀性和消色差效果，第一透镜和第二透镜的中心间隔为5±0.02mm，第二透镜和第三透镜的中心间隔为4.9±0.02mm，第三透镜和第四透镜的中心间隔为4.1±0.02mm，第四透镜和第五透镜的中心间隔为0.5±0.01mm，第五透镜和第六透镜的中心间隔为0.7±0.01mm，第六透镜和第七透镜的中心间隔为3.5±0.02mm。为了提高系统的扫描均匀性，第一透镜的焦距为-64.637mm；第二透镜的焦距为131.248mm；第三透镜的焦距为91.689mm；第四透镜的焦距为-97.265mm；第五透镜的焦距为107.285mm；第六透镜的焦距为103.268mm；第七透镜的焦距为-110.447mm。上述各透镜，从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第四透镜的两面依次为第四物侧面和第四像侧面，第五透镜的两面依次为第五物侧面和第五像侧面，第六透镜的两面依次为第六物侧面和第六像侧面，第七透镜的两面依次为第七物侧面和第七像侧面。为了更好地实现1030nm和515nm的扫描均匀性，提高像质，第一物侧面的曲率半径为36.14±0.2mm，第一像侧面的曲率半径为262.965±0.2mm；第二物侧面的曲率半径为165±0.2mm，第二像侧面的曲率半径为63.18±0.2mm；第三物侧面的曲率半径为238.1±0.2mm，第三像侧面的曲率半径为53.4±0.2mm；第四物侧面的曲率半径为51.24±0.2mm，第四像侧面的曲率半径为159.66±0.2mm；第五物侧面的曲率半径为无穷大，第五像侧面的曲率半径为78.57±0.2mm；第六物侧面的曲率半径为112±0.2mm，第六像侧面的曲率半径为221.98±0.2mm；第七物侧面的曲率半径为223.475±0.2mm，第七像侧面的曲率半径为145.36±0.2mm。上述的双波段激光消色差扫描光学系统，使用波长为1030nm和515nm，515nm的聚焦光斑为6.8-6.92um；1030nm的聚焦光斑为13.4-13.7um；焦距为100mm；扫描范围：35mmX35mm。本技术未提及的技术均参照现有技术。本技术波段激光消色差扫描光学系统，通过正负透镜组合，光焦度采用“负-正-正-负-正-正-负”的分配方式，满足聚焦光斑在同一工作平面的平场效果，聚光光斑在整个扫描范围内尺寸差异很小，均匀性高，消除了不同波长的色差影响，设计效果良好，可适用于波长1030nm和515nm的激光进行的材料加工；在保证扫描镜头的平场性和均匀性的同时，实现两种波长的消色差处理，可让激光聚焦在相同的工作面上，进行材料的精密加工；结构简单，所含透镜表面均为球面，成本低廉。附图说明图1为本技术波段激光消色差扫描光学系统结构示意图；图2为双波段(1030nm和515nm)激光光束经过本技术波段激光消色差扫描光学系统在聚焦平面的9个采样点的光斑图；图3为本技术波段激光消色差扫描光学系统使用1030nm激光光束时，在扫描范围35mm×35mm的光斑尺寸图；图4为本技术波段激光消色差扫描光学系统使用515nm激光光束时，在扫描范围35mm×35mm的光斑尺寸图；图5为本技术波段激光消色差扫描光学系统的场曲和畸变分析图；图6为本技术波段激光消色差扫描光学系统的光学传递函数MTF图。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。实施例1如图1所示，一种双波段激光消色差扫描光学系统，从物方到像方包括依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和保护窗口L8；第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜；第二透镜和第三透镜均为具有正光焦度的凹凸透镜；第四透镜为具有负光焦度的凹凸透镜；第五透镜为具有正光焦度的平凸透镜；第六透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第七透镜为具有负光焦度的双凹透镜。第一透镜所用材质为轻冕玻璃H-QK3L，第二透镜所用材质为镧火石玻璃H-LAF4，第三透镜所用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双波段激光消色差扫描光学系统，其特征在于：从物方到像方包括依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；/n第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜；第二透镜和第三透镜均为具有正光焦度的凹凸透镜；第四透镜为具有负光焦度的凹凸透镜；第五透镜为具有正光焦度的平凸透镜；第六透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第七透镜为具有负光焦度的双凹透镜。/n
【技术特征摘要】
1.一种双波段激光消色差扫描光学系统，其特征在于：从物方到像方包括依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；
第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜；第二透镜和第三透镜均为具有正光焦度的凹凸透镜；第四透镜为具有负光焦度的凹凸透镜；第五透镜为具有正光焦度的平凸透镜；第六透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第七透镜为具有负光焦度的双凹透镜。
2.如权利要求1所述的双波段激光消色差扫描光学系统，其特征在于：第一透镜所用材质为轻冕玻璃，第二透镜所用材质为镧火石玻璃，第三透镜所用材质为镧冕玻璃，第四透镜所用材质为重火石玻璃，第五透镜所用材质为镧冕玻璃，第六透镜所用材质为镧冕玻璃，第七透镜所用材质为重火石玻璃。
3.如权利要求1或2所述的双波段激光消色差扫描光学系统，其特征在于：第一透镜的中心厚度为4.5±0.1mm；第二透镜的中心厚度为8±0.2mm；第三透镜的中心厚度为11±0.2mm；第四透镜的中心厚度为5±0.1mm；第五透镜的中心厚度为12.5±0.2mm；第六透镜的中心厚度为12.4±0.2mm；第七透镜的中心厚度为5.8±0.1mm。
4.如权利要求1或2所述的双波段激光消色差扫描光学系统，其特征在于：第一透镜和第二透镜的中心间隔为5±0.02mm，第二透镜和第三透镜的中心间隔为4.9±0.02mm，第三透镜和第四透镜的中心间隔为4.1±0.02mm，第四透镜和第五透镜的中心间隔为0.5±0.01mm，第五透镜和第六透镜的中心间隔为0.7±0.01mm，第六透镜和第七透镜的中心间隔为3.5±0.02mm。
5.如权利要求1或2所述的双波段激光消色差扫描光学系统，其特征在于：第一透镜的焦距为-64.637mm；第二透镜的焦距为131.248mm。
6.如权利要求1或2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏，陈磊，
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
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