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激光扫描聚焦镜 (f-θ镜)、场镜

一般来说，打标系统中激光束穿过聚焦透镜系统后会产生离轴偏转现象, 相对理想的平面而言，会在打标面上出现异常图像或畸变。平场聚焦镜，也称场镜、f-theta聚焦镜，是一种专业的透镜系统，目的是将激光束在整个打标平面内形成均匀大小的聚焦光斑，是激光打标机的重要配件之一。场镜可分为f-theta透镜和远心透镜。由于远心透镜的成本和费用很高，在工业应用的激光打标机中主要使用F-theta透镜。在没有变形的情况下，聚焦点的位置取决于透镜的焦距以及偏转角的切线，聚焦点的位置仅取决于焦距和偏转角，这样简化了焦点定位的计算方法。

选用场镜，主要考虑的技术参数是工作波长、入射光瞳、扫描范围和聚焦光斑直径。

• 工作波长：主要是看激光器的波长，场镜是在给定的激光波长镀膜的。如果不在给定的波长范围内用场镜，场镜会被激光烧坏的。
• 入射光瞳：如使用的是单片镜，反射镜置于入射光瞳的地方，可用光束的直径等于入射光瞳的直径。
• 扫描范围：场镜能扫描到的范围越大，当然越受使用者的欢迎。但是如果增加扫描范围，聚焦光点变大，失真度也要加大。另外加大扫描范围，场镜焦距和工作距也要加大。工作距离的加长，必然导致激光能量的损耗。还有聚焦后的光斑直径跟焦距成正比，这意味着加大扫描范围，聚焦光斑直径跟着加大，光斑聚得不够细，激光的功率密度下降非常快（功率密度跟光斑直径的2次方成反比），不利于加工。所以使用者要根据不同的加工面积选用适合的场镜，或者备用几个不同扫描范围的场镜。
• 聚焦光斑直径：对于入射激光束直径D、场镜焦距F和光束质量因子Q的扫描系统，聚焦光斑直径d = 13.5QF/D (mm)。所以用扩束镜可以得到更小的聚焦光斑。

型号命名规则：STY-xxxx-yyy-zzz-dd-A

• STY---STY系列激光场镜
• xxxx--激光波长, 1064为1064nm, 10.6为10.6um.
• yyy---扫描范围, yyy*yyy mm
• zzz---焦距 mm
• dd----入射光斑直径
• A-----其它

场镜通常由三个镜片和一个保护玻璃所组成，在指定波长或光谱范围镀膜。在1064nm波长时的透过率 >99% ，保护玻璃也会在两面镀膜。在下面的表格中，FL 表示有效焦距，EP是输入光斑直径，SAR是扫描面积，AS是截止口径aperture stop，WD是工作距，OD是场镜外径，MT是安装螺纹，fs是材料熔融石英，SA是扫描区域对角线，L2 (a1)是两个扫描镜片间距，L1是第二个扫描镜片和场镜的距离，SL是扫描长度，长度（L）是场镜的长度（高度），FSD是焦斑直径，WC是水冷。