[实用新型]一种扫描幅面可调的新型激光扫描光学系统

说明书

本实用新型公开了一种扫描幅面可调的新型激光扫描光学系统，包含沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、振镜片X和振镜片Y；其中，第一透镜为负焦距的弯月型镜片，且焦距变化范围为‑30mm～‑50mm；第二透镜和第三透镜均为平凸的正透镜，且焦距变化范围均为200mm～500mm。本实用新型扫描幅面可调的新型激光扫描光学系统，利用光学杠杆原理，实现了扫描幅面的大小可调，适用于不同大小的工作平台，具有更强的兼容性和适应性，可实现对金属、PCB板、布料等材料的打标，解决了现有F‑θ场镜扫描范围不可变化的问题；不同幅面的扫描效果均很好，聚焦光斑很圆；结构简单，大大的降低了激光扫描成本。

技术领域

本实用新型涉及一种扫描幅面可调的新型激光扫描光学系统，属于激光扫描加工领域。

背景技术

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的，具有加工效率高、适应性好、效果好等优势。

随着激光加工技术在工业生产中发挥越来越重要的作用，普通的F-θ场镜因固定焦距的影响，只能实现特定范围的扫描区域，如400mmX400mm的扫描幅面。因此客户对于不同工作平面的机台需要不同扫描幅面的F-θ场镜。

实用新型内容

本实用新型提供一种扫描幅面可调的新型激光扫描光学系统，扫描幅面大小可调，具有更强的兼容性和适应性，解决了现有F-θ场镜扫描范围不可变化的问题；结构简单，大大的降低了激光扫描成本。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种扫描幅面可调的新型激光扫描光学系统，包含沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、振镜片X和振镜片Y；其中，第一透镜为负焦距的弯月型镜片，且焦距变化范围为-30mm～-50mm；第二透镜和第三透镜均为平凸的正透镜，且二者焦距变化范围均为200mm～500mm。

为了满足扫描幅面的可变，第一透镜和第二透镜之间的中心间隔是变化的，第二透镜和第三透镜之间的中心间隔是固定不动的。通过改变第一透镜和第二透镜之间的距离可以改变扫描幅面，同时改变振镜Y到工作平面的之间距离。

上述光学系统的扫描幅面可调，如400mmX400mm到800mmX800mm幅面都可以使用；具有更强的兼容性和适应性，且该系统结构简单，所需镜片少，大大的降低了激光扫描成本。

为了进一步提高扫描效果，上述第二透镜和第三透镜的凸面相向设置。

沿光线入射方向，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面；为了更好地实现幅面可调，同时更好地确保扫描效果，第一物侧面的曲率半径为59.7±0.02mm，第一像侧面的曲率半径为26.9561±0.02mm；第二物侧面的曲率半径为无穷大，第二像侧面的曲率半径为-437.5±0.02mm；第三物侧面的曲率半径为437.5±0.02mm，第三像侧面的曲率半径为无穷大。

为了进一步提升扫描效果，第一透镜的中心厚度为3.8±0.02mm，第二透镜和第三透镜的中心厚度均为4±0.02mm。

为了消除色差，更好地确保不同幅面的扫描效果，第一透镜、第二透镜和第三透镜所用材质均为ZnSe。

为了满足一般加工所需，第一透镜和第二透镜之间的中心间隔的变化范围为132mm～162.4mm；第二透镜和第三透镜之间的中心间隔为42±0.02mm；第三透镜与振镜片X之间的中心间隔为149±0.02mm，振镜片X与振镜片Y之间的中心间隔为48±0.02mm。