消除平場掃描鏡(F-Theta)的后反點的不利影響

     激光掃描系統是一種將時間信息轉變為可記錄空問信息的系統。它使某種信息通過光調制器對激光束調制后，經光束掃描器和F-Theta激光聚焦鏡頭再接收形成一維或二維掃描圖像。它已被廣泛用于標刻機、導彈跟蹤瞄準、激光打印機、傳真機、集成電路激光圖形發生器等激光掃描精密設備中。
      激光打標是激光技術的一個重要的應用領域，它與傳統的刻蝕、機刻等打標方式相比，有許多優點，如無污染、分辨率高、非接觸及標記永久保持等。激光束到達工件表面的瞬間，光能轉換為熱能，使工件表面材料熔融甚至汽化，從而標刻出相應的圖案或標記。
   激光打標機的工作原理如圖1所示，激光器發出的高能量激光束依次經過動方向互相垂直的X和Y掃描振鏡，入射到F-Theta物鏡，由F-Theta后到達工件表面。通過轉動X和Y掃描振鏡，可以控制激光束在工件表面的X和Y兩個方向上任意移動，實現矢量打標。振鏡式激光打標具有響應速度快、打標速度快、打標質量高等許多優點。
 

圖1激光打標機工作原理圖
 

       與普通成像物鏡不同，F-Theta鏡頭的像高與視場角成正比。如圖2所示鏡頭的視場角、焦距和像高滿足下式所示的關系：
 

（1-1）
 

       公式中θ、f、y分別表示F-Theta鏡頭的視場角、焦距和像高。表示當F-Theta焦距一定時，像高y與視場角θ成正比，滿足線性關系。

圖2．F-Theta鏡頭原理圖

         為滿足式（1-1）的線性掃描關系，同時校正F-Theta鏡頭的像差，往往需要多個透鏡合理布局；激光在透鏡表面的后反射點（圖3-圖6）能量高度集中，隨著工業使用中激光功率的不斷提升，如果后反射點聚焦在X\Y振鏡片上，會燒蝕振鏡片的反射膜層，造成系統透過率的大幅降低；如果后反射點聚焦在掃描鏡內部鏡片上（圖6），造成明顯的熱透鏡效應，該透鏡折射率隨著能量的積聚發生變化，直接改變掃描鏡的工作距離，反映為標記光斑變大、標記顏色變淺甚至無法標記。