[发明专利]激光光学镜头

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种光学镜头，特别是涉及一种用于激光内雕的激光光学镜头。

【背景技术】

目前，利用F-θ光学镜头在介质表面上打标、焊接、切割等应用上取得了各 项成果，技术也相对成熟。而近年来发展起来的一种新技术----内雕，要求能在 介质中进行平面或立体打标或雕刻，进行内雕的F-θ光学镜头因内雕技术本身要 求与一般的F-θ镜头完全不同，它除了要满足一般F-θ镜头的要求外，还要考虑 到雕刻的图像在待雕刻介质的内部打标或雕刻的效果，而且还要满足透明的内 雕介质的四面观察的效果，内雕F-θ光学镜头对立体成像的像质有更高的要求。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能满足内雕要求的激光光学镜头。

一种激光光学镜头，包括：依次并同光轴设置的第一、二、三、四透镜， 所述第一透镜为凹平型透镜，所述第二、三透镜为弯月型透镜且朝着激光发射 方向弯曲，所述第四透镜为双凸型透镜，所述镜头的焦距为160mm，所述镜头 的相对孔径为1∶8。

优选的，所述镜头的视场角为50°，所述镜头的内雕范围为100×100×100 mm³。

优选的，所述第一透镜的材料的折射率/色散系数为1.5/64，所述第二、三、 四透镜的材料的折射率/色散系数为1.8/25，所述第一透镜包括曲率半径为-55mm 的第一曲面及曲率半径为0的第二曲面，所述第二透镜包括曲率半径为-80mm 的第三曲面及曲率半径为-77mm的第四曲面，所述第三透镜包括曲率半径为 -630mm的第五曲面及曲率半径为-100mm的第六曲面，所述第四透镜包括曲率 半径为630mm的第七曲面及曲率半径为-220mm的第八曲面，所述第一曲面与 第二曲面间隔3mm，所述第二曲面与第三曲面间距10mm，所述第三曲面与第 四曲面间隔5mm，所述第四曲面与第五曲面间隔0.5mm，所述第五曲面与第六 曲面间隔12mm，所述第六曲面与第七曲面间隔0.5mm，所述第七曲面与第八曲 面间隔10mm。

优选的，所述第一、二、三、四透镜所包含的曲面的曲率半径误差控制在 各自曲面的曲率半径的±5％的范围内。

优选的，所述第一、二、三、四透镜所包含的曲面中相邻的两曲面的面间 隔的间距误差控制在各自面间隔间距的±5％范围内。

优选的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜各自的材料的折 射率/色散系数的误差控制在各自的材料的折射率/色散系数的±5％的范围内。

优选的，所述第一透镜与Y轴振镜的距离为20-60mm。

优选的，所述第四透镜与离第四透镜最近的待雕刻介质的表面的距离为 62-128mm。

优选的，所述激光的波长为532nm，所述待雕刻介质的厚度为105-205mm， 激光内雕深度为100-200mm。

上述的激光光学镜头采用依次设置的第一、二、三、四透镜，第一透镜采 用凹平型透镜，第二、三透镜采用弯月型透镜且朝着激光发射方向弯曲，第四 透镜为双凸型透镜形成大相对孔径，大视场，无畸变的激光光学镜头，激光经 上述的激光光学镜头聚焦后形成适合内雕的细圆点，雕刻出的图像细腻且层次 分明；且本实施例的激光光学镜头，可批量生产，而且生产出来的镜头质量稳 定。

【附图说明】

图1是本发明一实施例的激光光学镜头的光学系统结构示意图；

图2为激光经本发明一较佳实施例的激光光学镜头聚焦后的光线追迹图；

图3为本发明一较佳实施例的激光光学镜头的弥散斑图；

图4为本发明一较佳实施例的激光光学镜头的像散、场曲及畸变图；

图5为本发明一较佳实施例的激光光学镜头的光学传递函数MTF图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的一实施例进行具体说明。

如图1所示，本发明一实施例的激光光学镜头100，包括依次设置的第一透 镜20、第二透镜40、第三透镜60、第四透镜80。第一透镜20为凹平型透镜， 其包括曲率半径设置不同的第一曲面S1及第二曲面S2。本实施例中第一曲面 S1为凹曲面，第二曲面S2为曲率半径为0的平型面。