一种f-sinθ镜头及激光加工镜头制造技术

本实用新型专利技术实施例提供一种f

An f-Sin \u03b8 Lens and laser processing lens

【技术实现步骤摘要】
一种f
‑
sin
θ
镜头及激光加工镜头


[0001]本技术涉及激光加工
，具体而言，涉及一种f
‑
sinθ镜头及激光加工镜头。

技术介绍

[0002]在激光加工
，常用f
‑
θ镜头配合振镜进行加工，或者使用聚焦镜头配合电机进行加工，这些加工过程中，特别是使用聚焦镜头配合电机进行加工的，对于需要进行反复多次划线的加工场景，加工速率较慢。
[0003]目前激光加工所用的镜头以普通聚焦镜头和标准f
‑
θ镜头为主，普通聚焦镜头一般不具有平场性，焦平面是一弧形面。这两种镜头用于多光束分束时，线间距误差过大，不能满足精密多光束加工的需求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种f
‑
sinθ镜头及激光加工镜头，其能够在配合电机进行加工的过程，实现精密多光束加工，保持各个子光束聚焦光斑之间的距离具有很好的精度。
[0005]本技术的实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本技术提供一种f
‑
sinθ镜头，f
‑
sinθ镜头包括依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜为负双凹透镜，第二透镜为凹面朝向入射侧的负弯月透镜，第三透镜为正双凸透镜，第四透镜为正双凸透镜；所述f
‑
sinθ镜头满足以下结构关系式：h＝f*sinθ；
[0007]其中，f为所述f
‑
sinθ镜头的焦距，h为聚焦光斑与所述f
‑
sinθ镜头轴线的距离，θ为入射光束与所述f
‑
sinθ镜头轴线的夹角。
[0008]本技术实施例提供的f
‑
sinθ镜头的有益效果包括：
[0009]本申请的f
‑
sinθ镜头的四片透镜的光焦度分布为：负负正正，这样的光焦度分布能较好的校正系统场曲，使聚焦面具有较好的平场性，有益于材料加工；第二透镜的凹面朝向入射方向，有利于引入桶形畸变，从而校正整个视场畸变量。
[0010]本申请实用的f
‑
sinθ镜头因为程序关系满足h＝f*sinθ，点间距(hm
‑
hm
‑
1＝fλ/2d)是一个与衍射级次m无关的恒量。该镜头的聚焦面为平面，具有很好的平场性，有利于材料加工。配合衍射分束器用于激光加工时，随着入射光束级次的增加，聚焦光斑之间的距离保持相等，能实现高精度、等间距的光斑分布，所有的聚焦光斑均具有一致的聚焦效果和聚焦尺寸，进行激光多光束加工时满足精密多光束加工的需求。
[0011]在可选的实施方式中，第一透镜和第三透镜的材料为光学玻璃，第二透镜和第四透镜的材料为石英玻璃。
[0012]在可选的实施方式中，光学玻璃选用K9光学玻璃，石英玻璃选用熔融石英玻璃。
[0013]在可选的实施方式中，f
‑
sinθ镜头各透镜的焦距与f
‑
sinθ镜头的焦距f满足以下
结构关系式：
[0014]‑
0.9<f1/f<
‑
0.5
[0015]‑
1.5<f2/f<
‑
0.9
[0016]8<f3/f<1.3
[0017]5<f4/f<1.1
[0018]式中，f为f
‑
sinθ镜头的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距。
[0019]在可选的实施方式中，f1/f＝
‑
0.69，f2/f＝
‑
1.14，f3/f＝1.11，f4/f＝0.86。
[0020]这样，透镜选择上述材料以及采用上述光焦度分布，能较好的校正系统场曲，使聚焦面具有较好的平场性。
[0021]在可选的实施方式中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均为球面镜，f
‑
sinθ镜头的焦距f为350mm；
[0022]第一透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：
‑
343.204mm和191.379mm，第一透镜的中心厚度为：11.448mm，第一透镜与第二透镜的空气间距为：11.228mm，第二透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：
‑
52.301mm和
‑
65.44mm，第二透镜的中心厚度为：17.23mm，第二透镜与第三透镜的空气间距为：5.842mm，第三透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：4400.158mm和
‑
207.403mm，第三透镜的中心厚度为：10mm，第三透镜与第四透镜的空气间距为：46.02mm，第四透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：595.448mm和
‑
181.45mm，第四透镜的中心厚度为：11.25mm。
[0023]f
‑
sinθ镜头采用上述结构参数设计，使f
‑
sinθ镜头的焦距f满足以下结构关系式：f1/f＝
‑
0.69，f2/f＝
‑
1.14，f3/f＝1.11，f4/f＝0.86，能较好的校正系统场曲，使聚焦面具有较好的平场性。
[0024]在可选的实施方式中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均为非球面镜，f
‑
sinθ镜头的焦距f为350mm，第一透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：
‑
316.822mm和205.767mm，第一透镜的中心厚度为：11.448mm，第一透镜与第二透镜的空气间距为：11.228mm，第二透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：
‑
52.094mm和
‑
65.514mm，第二透镜的中心厚度为：17.23mm，第二透镜与第三透镜的空气间距为：5.842mm，第三透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：2725.873mm和
‑
215.282mm，第三透镜的中心厚度为：10mm，第三透镜与第四透镜的空气间距为：46.02mm，第四透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：577.143mm和
‑
182.392mm，第四透镜的中心厚度为：11.25mm。
[0025]f
‑
sinθ镜头采用上述结构参数设计，使f
‑
sinθ镜头的焦距f满足以下结构关系式：f1/f＝
‑
0.70，f2/f＝
‑
1.19，f3/f＝1.11，f4/f＝0.86，能较好的校正系统场曲，使聚焦面具有较好的平场性。
[0026]在可选的实施方式中，第一透镜、第二透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种f
‑
sinθ镜头，其特征在于，所述f
‑
sinθ镜头包括依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为负双凹透镜，所述第二透镜为凹面朝向入射侧的负弯月透镜，所述第三透镜为正双凸透镜，所述第四透镜为正双凸透镜；所述f
‑
sinθ镜头满足以下结构关系式：h＝f*sinθ；其中，f为所述f
‑
sinθ镜头的焦距，h为聚焦光斑与所述f
‑
sinθ镜头轴线的距离，θ为入射光束与所述f
‑
sinθ镜头轴线的夹角。2.根据权利要求1所述的f
‑
sinθ镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第三透镜的材料为光学玻璃，所述第二透镜和所述第四透镜的材料为石英玻璃。3.根据权利要求2所述的f
‑
sinθ镜头，其特征在于，所述光学玻璃选用K9光学玻璃，所述石英玻璃选用熔融石英玻璃。4.根据权利要求1所述的f
‑
sinθ镜头，其特征在于，所述f
‑
sinθ镜头各透镜的焦距与所述f
‑
sinθ镜头的焦距f满足以下结构关系式：
‑
0.9<f1/f<
‑
0.5
‑
1.5<f2/f<
‑
0.90.8<f3/f<1.30.5<f4/f<1.1式中，f为所述f
‑
sinθ镜头的焦距，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。5.根据权利要求4所述的f
‑
sinθ镜头，其特征在于，f1/f＝
‑
0.69，f2/f＝
‑
1.14，f3/f＝1.11，f4/f＝0.86。6.根据权利要求1所述的f
‑
sinθ镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为球面镜或至少一个为非球面镜。7.根据权利要求1所述的f
‑
sinθ镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为球面镜，所述f
‑
sinθ镜头的焦距f为350mm；所述第一透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：
‑
343.204mm和191.379mm，所述第一透镜的中心厚度为：11.448mm，所述第一透镜与所述第二透镜的空气间距为：11.228mm，所述第二透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：
‑
52.301mm和
‑
65.44mm，所述第二透镜的中心厚度为：17.23mm，所述第二透镜与所述第三透镜的空气间距为：5.842mm，所述第三透镜前表面与后表面的曲率半径分别为：4400.158mm和
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：程晓伟，牛永强，陆红艳，朱凡，
申请(专利权)人：帝尔激光科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：