CO_2激光打孔的折衍混合f-θ透镜设计

激光打孔广泛应用于印刷电路板处理等领域,在该技术中f-θ透镜起到扫描成像的重要作用。利用折衍混合系统设计了f-θ透镜,在满足性能要求的前提下,减少了透镜的个数,降低了系统成本。该系统采用像方远心光路,工作波长为9.25μm,打孔直径50μm,深度182μm,扫描面积达70 mm×70 mm。

基于ZEMAX的f-θ透镜的光学设计

f-θ透镜是激光标刻系统中最为重要的组成部分,它的性能将直接影响标刻机的标刻精度。设计的f-θ透镜波长为0.65μm的单色光,设计时引入负的桶形畸变,校正系统的场曲,使匹兹伐尔场曲为零,轴外和轴上像质一致,整个像面成平面,且系统波像差小于λ4。把入瞳放置在物方焦点处,形成像方远心光路,主光线通过f-θ透镜后平行于光轴射出,主光线在像面上的交点高度不变,描过程实现线性扫描,从而保障扫描精度。通过初级像差分析和已有的光学镜头库,确定f-θ透镜的初始结构参量,然后利用ZEMAX软件进行优化设计,得到由四片普通球面透镜构成的系统,该系统结构紧凑、焦距小,聚焦性能接近衍射极限,并且像面照度分布均匀、能量集中且相对畸变小,满足标刻要求。

广角大相对孔径f-θ透镜光学设计

激光扫描系统中f-θ透镜是必不可少的部件,针对目前国内激光扫描系统工作面小、测量速度慢、测量精度低等缺点,设计出一种大视场大相对孔径f-θ透镜以改善以往系统的不足,提高工作效率。设计中透镜是一种负畸变透镜,属于像方远心光路,预期参数为2ω=60°,D=120mm,f=500mm。经过计算后,利用Zemax软件对f-θ透镜模型进行了优化设计,得到艾里斑直径3.514μm,扫描范围为500mm×500mm,相对孔径为6/25的大工作面大相对孔径的f-θ透镜,成像清晰,优化结果达到了预期的设计指标。

激光扫描系统中f-θ透镜的光学设计

在激光扫描系统中f-θ透镜是重要的必不可少的部件,它在激光打标机、传真机、印刷机和用于制作半导体集成电路的激光图形发生器以及激光扫描精密计量设备等等光电系统中得到广泛的应用。文中设计了用于非接触在线检测工件尺寸的f-θ透镜。这种透镜的特点是一种负畸变透镜,属于像方远心光路,工作波长为单色光,像质要求波像差要小于λ/4,而且要求整个像面成平面且像质一致,无渐晕存在。所设计的f-θ透镜结构简单紧凑、焦距小、扫描精度高、加工成本较低,性能达到衍射极限,并具有像面上照度分布均匀,能量集中度高和相对畸变小等优点。

f-θ扫描物镜设计

目前,f-θ物镜被广泛地应用于红外、激光扫描等系统中。区别于普通透镜Y=ftanθ,f-θ扫描物镜的像高Y=fθ,这样在像面上形成线性的扫描速率。本设计基于f-θ透镜的原理和特性,根据其特性决定其结构参数,使用ZEMAX软件设计一个f-θ透镜实例,并对其结果进行分析优化,总结校正f-θ透镜因畸变所产生的线性失真。

f-θ扫描物镜设计与研究

以初级像差理论为基础,借助ZEMAX光学设计软件,通过建立合理的品质函数,优化设计得到了符合实际使用要求的f-θ聚焦物镜。

2μm激光外差干涉系统中大口径f-θ扫描系统的光学设计

透射式激光外差干涉系统能精确测量待测物的内部折射率分布和厚度信息。设计了应用于干涉系统中的混合光学扫描结构,它由微机电系统(MEMS)振镜和f-θ透镜系统组成。f-θ透镜组由3片不同材料的透镜构成,透镜系统对2μm激光波长有约40%的透射率,可扫描300mm2的范围。利用Zemax软件从衍射光斑、畸变系数、光束发散角3个方面对f-θ透镜模型进行了优化设计。优化结果表明,f-θ透镜出射扫描光束垂直于待测物体表面,系统焦距为434mm,畸变像差小于0.5%。最后给出了f-θ透镜的设计实物图,并通过He-Ne激光给出了扫描结果示意图,达到了预期的设计指标。

采用锁相环和余弦近似补偿的激光测径仪

采用锁相环和余弦近似补偿的激光扫描测量直径，不用F－θ透镜而达到测量精度。