[发明专利]一种F-Theta镜头

说明书

本发明公开了一种F‑Theta镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和窗口片，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜。本发明F‑Theta镜头可用于钻孔加工，能满足钻孔各项要求，尤其适于小孔径孔的制作，可得到圆度高、大小均匀的孔。

技术领域

本发明涉及一种F-Theta镜头(也称为扫描镜头或者场镜，以下简称场镜)，主要应用于PCB的钻孔加工，属于光学领域。

背景技术

场镜是一种与振镜配套使用的光学扫描聚焦镜头，将入射到振镜的大直径光束经振镜的反射镜调整入射角度后，聚焦到工件表面,实现在特定的范围内对工件进行钻孔、焊接、切割、标记、内雕等等加工作业。

场镜的主要技术参数有：激光波长、焦距(FFL)、扫描范围、法兰距(BFL)、工作距(WD)和入射光斑直径等；与振镜关联的参数有：XY二个反光镜的中心距、Y反光镜的靠边距和后返点。主要性能指标有：聚焦面的平场性、聚焦光斑的大小、圆度、均匀性和焦深等；与激光能量关联的性能指标有：抗激光损伤阈值、激光能量透过率、透过率均匀性和焦点温度飘移特性。

不同的应用场合对F-Theta的性能指标有不同的侧重点，无需对所有指标面面俱到，否则成本将大幅提高。在钻孔领域，要求每一个孔必须是圆柱孔而不是圆锥孔，同时在作业范围内中心位置孔和边缘位置孔要保持大小一致，并且孔的圆度要求很高。普通F-Theta不能满足钻孔要求。

发明内容

为了解决现有技术中F-Theta不能满足钻孔要求等缺陷，本发明提供一种F-Theta镜头。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种F-Theta镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和窗口片，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜。

上述F-Theta镜头能满足钻孔作业的特定要求。

为了进一步提高F-Theta镜头的精准性，第一透镜、第二透镜和第三透镜为锗透镜或硒化锌透镜。

为了进一步提高高光束焦点定位的均匀性和集中性，沿光线入射方向，第一透镜包括相对的第一曲面和第二曲面，第一曲面的曲率半径为680mm，第二曲面的曲率半径为680mm，第一透镜的中心厚度为7mm；沿光线入射方向，第二透镜包括相对的第三曲面和第四曲面，第三曲面的曲率半径为-282mm，第二曲面的曲率半径为-282mm，第二透镜的中心厚度为7mm；沿光线入射方向，第三透镜包括相对的第五曲面和第六曲面，第五曲面的曲率半径为无限大，第六曲面的曲率半径为406mm，第三透镜的中心厚度为11mm。

为了进一步提高光束焦点定位的准确性，第一透镜和第二透镜之间的中心间距为4.6mm，第二透镜和第三透镜之间的中心间距为70.94mm，第三透镜和窗口片之间的中心间距为3.27mm。

本申请可利用现有的方法进行装配，镜座可以用现有的镜座，作为优选方案，镜座可以为一端大口一端小口的喇叭口状，第一透镜和第二透镜装设在镜座内的小口端，第三透镜和窗口片装设在镜座内的大口端。

为了进一步提高装配的稳定性，确保装配前后的透镜面形精度，镜座的小口端内的端部设有挡圈，挡圈的内径小于第一透镜的外径，第一透镜紧贴挡圈设置，第一透镜和第二透镜通过第一隔圈间隔，第二透镜通过第一压圈固定在镜座内；窗口片通过窗口片座固定在大口端内的端部，第三透镜和窗口片通过第二过渡圈和第二压圈间隔固定，沿光线入射方向，依次为第三透镜、第二过渡圈、第二压圈和窗口片。

本申请隔圈是为了将两部件间隔开来，挡圈、隔圈、压圈、窗口片座、过渡圈和弹性垫圈均为现有市售的零部件。