激光场镜的分类、原理及作用

在工业生产过程中，激光打标机因其打标速度快、打字清晰、防伪能力强、污染小等特点而受到业界的广泛关注。而激光场镜在激光打标机具有不可替代的作用，靠近物镜焦面的透镜叫做光场。又称：F-Theta场镜，f-θ场镜，激光扫描聚焦镜，平场聚焦镜。在不改变光学系统光学特性的前提下，可对成象光束进行定位。通常使用场反射镜的光学系统有1064纳米，10.6微米，532纳米和355纳米。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。

工作于物镜焦平面附近，能有效地减小探头尺寸的透镜，称为场透镜。精确地说，场镜像面应工作于物镜。首先，物镜的物面与主镜的物面重合，由主镜的特性确定其放大率为1，因此对系统的放大率没有影响；其次，物镜应将物镜的光阑面投影到目镜的入瞳部位，对于单透镜来说，光阑面即出瞳，这样可以保证物镜的发射光能最大程度地穿过目镜。若用于扫描系统，则用检测器代替目镜入瞳。

国产激光打标机主要采用振镜扫描系统，两个振镜由电机控制，通过激光入射，两个振镜可分别在X、Y方向扫描，从而实现激光的偏转。一般情况下，打标系统中的激光束通过聚焦透镜系统后会产生离轴偏转现象，打标面就是一个比较理想的平面，会出现异常图像或失真。光场聚焦镜，又称f-theta式聚焦镜，是一种用于使激光束在整个打标平面内形成均匀的聚焦光斑的专业透镜系统，是激光打标机的最重要配件之一。场镜片可以分为f-theta型和远心型。因为远心透镜的价格昂贵，所以在工业用激光打标机上主要采用F-theta透镜。不变形时，聚焦点的位置依赖于镜头的焦距和偏转角的切线，而聚焦点的位置依赖于镜头的焦距和偏转角，从而简化了焦点定位的计算。

选择场镜，工作波长、入射光瞳、扫描范围和聚焦光斑直径是主要技术参数。

操作波长：主要看激光器的波长，场反射镜在给定的波长上镀膜。若没有在给定的波长范围内使用场镜会被激光烧坏。

入射光瞳：用于单片镜时，反射镜放置在入射光瞳处，最大可用光束的直径与入射光瞳相同。

扫描量：场镜能扫描的范围越大，用户当然就越喜欢。但若增大扫描范围，则聚焦光点增大，畸变也增大。此外扫描范围增大，场镜焦距和工作距离也相应增大。增加工作距离，必然会造成激光能量的损失。另外，对焦后的光斑直径与对焦距离成正比，即增大扫描范围，对焦光斑直径随之增大，聚光不够细，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最适合的场镜，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。