一种柱面镜激光场镜镜头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种柱面镜激光场镜镜头，沿光线入射方向，包括依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片，第一镜片、第二镜片和第三镜片均为柱面镜，第四镜片为平面镜；第一物侧面为凹面，第一像侧面为凸面；第二物侧面为凹面，第二像侧面为凸面；第三物侧面为凸面，第三像侧面为凸面；第四物侧面和第四像侧面均为平面。本实用新型专利技术柱面镜激光场镜镜头，可以将光束仅在X轴或Y轴上聚焦，即形成一束线性光斑，整体的激光能量密度降低，可以对物体表面浮灰、颗粒碎屑、色彩色素等进行有效清洗，提高了清洗效率，缓解了表面烧蚀；加上单轴振镜即可扫描出面阵，缩小了体积，提高了效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种柱面镜激光场镜镜头


[0001]本技术涉及一种柱面镜激光场镜镜头，属于直接线性光斑扫描


技术介绍

[0002]激光场镜广泛用于激光打标、激光清洗、激光切割等领域。激光扫描场镜镜头是这些应用的核心部件，其功能是将准直的激光扫描成不同视场角度的光线，再经过激光场镜的作用则会将不同角度入射的激光会聚到同一个焦平面上。而目前市面的场镜均为球面镜或非球面场镜，光束通过场镜会聚焦成一个点光斑，通过添加单轴(一维)振镜扫描出一个线阵，添加二维振镜扫描出一个面阵。而该方法由于本质是一个点光斑的扫描，所以光能量密度很高，不适用一些特定场合，如只有表面浮灰、颗粒碎屑、色彩色素等的清洗；且由于扫描出面阵需要两轴振镜，使得整个系统过于庞大、运行速度较慢。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种柱面镜激光场镜镜头，应用多片柱面镜组合的方式，形成一个柱面镜组合场镜，该场镜可以将光束仅在X轴或Y轴上聚焦，即形成一束线性光斑，可以对物体表面浮灰、颗粒碎屑、色彩色素等进行有效清洗，提高了清洗效率，缓解了表面烧蚀。
[0004]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种柱面镜激光场镜镜头，沿光线入射方向，包括依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片，第一镜片、第二镜片和第三镜片均为柱面镜，第四镜片为平面镜；沿光线入射方向，第一镜片的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二镜片的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三镜片的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第四镜片的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；第一物侧面为凹面，第一像侧面为凸面；第二物侧面为凹面，第二像侧面为凸面；第三物侧面为凸面，第三像侧面为凸面；第四物侧面和第四像侧面均为平面。
[0006]上述第四片镜片，均为平面，作用为保证场镜内部气密性和放置空气中灰尘进入场镜内部。
[0007]上述柱面镜激光场镜镜头，可以将光束仅在X轴或Y轴上聚焦，即形成一束线性光斑，整体的激光能量密度急剧降低，可以对物体表面浮灰、颗粒碎屑、色彩色素等进行有效清洗，提高了清洗效率，缓解了表面烧蚀。
[0008]上述柱面镜激光场镜镜头可以用在对物体表面进行清洗、修饰、染色等领域。
[0009]上述柱面镜激光场镜镜头可以前置加装单轴的振镜，即可对线光斑扫描成面光斑。缩小了体积，提高了效率。
[0010]为了确保清洗等效果，上述第一物侧面竖直方向的曲率半径为58.2～72.7mm，第一像侧面竖直方向的曲率半径为121～176mm；第二物侧面竖直方向的曲率半径为140～190mm，第二像侧面竖直方向的曲率半径为120～167mm；第三物侧面竖直方向的曲率半径为200～330mm，第三像侧面竖直方向的曲率半径为176～195mm。
[0011]柱面镜为一种特殊的镜片，其入光面或出光面的面型仅在一个径向方向上存在曲率，优选，第一物侧面竖直方向的曲率半径为65.40
±
0.01mm，第一像侧面竖直方向的曲率半径为148.00
±
0.01mm；第二物侧面竖直方向的曲率半径为165.00
±
0.01mm，第二像侧面竖直方向的曲率半径为143.50
±
0.01mm；第三物侧面竖直方向的曲率半径为265.00
±
0.01mm，第三像侧面竖直方向的曲率半径为185.50
±
0.01mm。
[0012]上述第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片所用材料的折射率均在1.37～2.0之间，阿贝常数均在30～85之间。进一步优选，第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片所用材料均为BK7或K9。
[0013]为了兼顾成像效果，上述第一镜片和第二镜片之间的中心间隔为0.5～2mm，第二镜片和第三镜片之间的中心间隔为1～3mm，第三镜片和第四镜片之间的中心间隔为1～6mm。
[0014]为了兼顾成像质量和系统的稳定性，上述第一镜片的中心厚度为3～4mm；第二镜片的中心厚度为10～17mm；第三镜片的中心厚度为12～21mm；第四镜片的中心厚度为3～4mm。
[0015]作为其中一种具体的实现方案，上述第一镜片的外径为30mm～50mm；第二镜片的外径为55mm～68mm；第三镜片的外径为70mm～80mm；第四镜片的外径为80mm～90mm。
[0016]本技术未提及的技术均参照现有技术。
[0017]本技术柱面镜激光场镜镜头，可以将光束仅在X轴或Y轴上聚焦，即形成一束线性光斑，整体的激光能量密度降低，可以对物体表面浮灰、颗粒碎屑、色彩色素等进行有效清洗，提高了清洗效率，缓解了表面烧蚀；加上单轴振镜即可扫描出面阵，缩小了体积，提高了效率。
附图说明
[0018]图1为本技术柱面镜左视图；
[0019]图2为本技术柱面镜的俯视图；
[0020]图3为本技术柱面镜激光场镜镜头的结构示意图；
[0021]图4为本技术柱面镜激光场镜镜头聚焦示图；
[0022]图5为本技术柱面镜激光场镜镜头在焦平面上线光斑图；
[0023]图6为焦平面(工作面)上线性光斑在X方向和Y方向上的能量归一化数值(纵坐标)和尺寸(横坐标)的示意图；
[0024]图中，1为第一镜片，2为第二镜片，3为第三镜片，4为第四镜片。
具体实施方式
[0025]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。
[0026]实施例1
[0027]柱面镜为一种特殊的镜片，如图1
‑
2所示，其入光面或出光面的面型仅在一个径向方向上存在曲率，(球面镜在任意一个径向方向均存在曲率)。
[0028]如图3所示，一种柱面镜激光场镜镜头，沿光线入射方向，包括依次设置的第一镜
片、第二镜片、第三镜片和第四镜片，第一镜片、第二镜片和第三镜片均为柱面镜，第四镜片为平面镜；沿光线入射方向，第一镜片的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二镜片的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三镜片的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第四镜片的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；第一物侧面为凹面，第一像侧面为凸面；第二物侧面为凹面，第二像侧面为凸面；第三物侧面为凸面，第三像侧面为凸面；第四物侧面和第四像侧面均为平面；第一物侧面竖直方向的曲率半径为65.40mm，第一像侧面竖直方向的曲率半径为148.00mm；第二物侧面竖直方向的曲率半径为165.00mm，第二像侧面竖直方向的曲率半径为143.50mm；第三物侧面竖直方向的曲率半径为265.00mm，第三像侧面竖直方向的曲率半径为185.50mm；第一镜片的中心厚度为3.2mm；第二镜片的中心厚度为15.3mm；第三镜片的中心厚度为12.1mm，第四镜片的中心厚度为3mm；第一镜片和第二镜片之间的中心间隔为1mm，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柱面镜激光场镜镜头，其特征在于：沿光线入射方向，包括依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片，第一镜片、第二镜片和第三镜片均为柱面镜，第四镜片为平面镜；沿光线入射方向，第一镜片的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二镜片的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三镜片的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第四镜片的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；第一物侧面为凹面，第一像侧面为凸面；第二物侧面为凹面，第二像侧面为凸面；第三物侧面为凸面，第三像侧面为凸面；第四物侧面和第四像侧面均为平面。2.如权利要求1所述的柱面镜激光场镜镜头，其特征在于：第一物侧面竖直方向的曲率半径为58.2～72.7mm，第一像侧面竖直方向的曲率半径为121～176mm；第二物侧面竖直方向的曲率半径为140～190mm，第二像侧面竖直方向的曲率半径为120～167mm；第三物侧面竖直方向的曲率半径为200～330mm，第三像侧面竖直方向的曲率半径为176～195mm。3.如权利要求2所述的柱面镜激光场镜镜头，其特征在于：第一物侧面竖直方向的曲率半径为65.40
±
0.01mm，第一像侧面竖直方向的曲率半径为148.00
±
0.01mm；第二物侧面竖直方向的曲率半径为165.00
±
0.01mm，第二像侧面竖直方向的曲率半径为143.50
±
0.01mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：符永宏，张彦虎，汤发全，吴禹，顾小玲，
申请(专利权)人：镇江长悦光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：