带你了解场镜的原理及作用

近年来，激光打标技术已成为激光加工的最大应用领域之一，并以其标记速度快，字迹清晰，防伪功能强，污染小等特点得到工业界的广泛关注。目前国内主要使用振镜扫描系统。激光束入射到两个被电机控制的互相垂直的振镜上，两个振镜可以分别在X和Y方向扫描，实现激光束的偏转。

工作在物镜焦面附近的透镜称为场镜。人们也称之为：F-Theta场镜，f-θ场镜，激光扫描聚焦镜，平场聚焦镜。它是在不改变光学系统光学特性的前提下，改变成像光束位置。场镜经常被应用1064nm、10.6微米、532nm和355nm的光学系统中。工作在物镜焦平面附近，可以有效减小探测器尺寸的透镜，被称为场镜。准确来说，场镜应该工作在物镜的像平面。一方面：场镜的物平面和主平面重合，由主平面的特性可知其放大率为1，因此对系统的放大率无贡献；另一方面，场镜应该将物镜的光阑面投影在目镜的入瞳上，对于单透镜而言，光阑面也就是出瞳，这样可以保证物镜的出射光能够最大限度的通过目镜。如果用在扫描系统中，则探测器替代了目镜的入瞳。

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，是激光打标机的最重要配件之一。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，这样就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，最大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。

新特光电所提供的这款产品主要用于激光打标机、舞台灯光中，也可用于科学试验和激光测量仪器中。