[实用新型]F‑θ物镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于高功率激光器的聚焦的F-θ物镜，该F-θ物镜例如可以在扫描设备中用于激光材料加工。

背景技术

F-θ物镜使围绕相对于该F-θ物镜的光轴+/-θ的扫描角度范围扫描而入射的激光束聚焦到一个平坦的成像区域中，其中在该扫描角度范围内，扫描角度与激光束的入射点的在该成像区域中与光轴的间距的关系遵循线性函数。即以恒定的角速度扫描的激光束在该成像区域中产生一个焦点，该焦点以恒定的速度移动。在此，在该成像区域中的每个位置处该焦点的大小应是恒定的。依赖于纤维材料加工的目的(例如标记、剥离或切割)来确定焦点的大小。

由于该激光束在穿过F-θ物镜时依赖于波长的折射，为了实现高的焦点质量，将该F-θ物镜对所使用的加工激光束的波长进行校正，即如下地计算该物镜：在针对预定的波长和预定的激光束直径的允许的温度容差范围内，该物镜针对预定大小的成像区域不具有或具有仅非常小的光学的成像失真，这些成像失真导致焦点的显著的大小变化。尤其针对在激光材料加工中的使用，该F-θ物镜具有大的成像区域和大的总焦距。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于高功率激光器的F-θ物镜，其具有355nm的波长以及在150mm和190mm之间、尤其为170mm的总焦距，该F-θ物镜可以实现激光束的无反向反射的成像。

这个目的通过以下特征的一种F-θ物镜实现：该F-θ物镜包括四个单透镜，具有：作为双凹透镜的具有焦距f₁的第一单透镜L₁、作为弯月形透镜的具有焦距f₂的第二单透镜L₂、作为平凸透镜L₃的具有焦距f₃的第三单透镜 L₃、作为双凸透镜的具有焦距f₄的第四单透镜L₄，以及该F-θ物镜的总焦距 f，其中这些焦距f₁-f₄与该总焦距f之间的关系满足以下条件：-2.0＜f₁/f＜- 1.8；-2.6＜f₂/f＜-2.0；+1.1＜f₃/f＜+1.6；+1.4＜f₄/f＜+1.9。

f₁/f＝-1.9，f₂/f＝-2.3，f₃/f＝+1.4，f₄/f＝+1.7。

该F-θ物镜的入射光瞳EP以21mm的间距d₁位于该第一单透镜L₁之前。

附图说明

图1为沿着光轴A且在最大的扫描角度下的光束走向的图示，其中

d1 EP-L1的间距

d2 L1的厚度

d3 L1-L2的间距

d4 L2的厚度

d5 L2-L3的间距

d6 L3的厚度

d7 L4-L4的间距

d8 L4的厚度

d9 L4-保护玻璃的间距

d10 保护玻璃的厚度

d11 保护玻璃-成像平面的间距

具体实施方式

下面应借助于附图详细说明本实用新型。

在附图中：

图1用沿着光轴A且在最大的扫描角度下的光束走向的图示，示出了根据本实用新型的物镜的几何光学示意图。

根据本实用新型的F-θ物镜具有在该F-θ物镜前方安排的、间隔开的一个入射光瞳EP，该入射光瞳可以安排在一个平面中，一个扫描仪反射镜位于该平面中，或者当使用两个扫描仪反射镜时一个为此计算的代替平面位于该平面中；并且该物镜包括在一条共用的光轴A上安排的四个单透镜L₁- L₄。这四个单透镜L₁-L₄如下地构型：这些单透镜形成“负-负-正-正”的透镜顺序。即前两个单透镜L₁-L₂具有负焦距，而后两个单透镜L₃-L₄具有正焦距。

在此，该第一透镜L₁为凸-凹透镜，该第二透镜L₂为凹-凸透镜，该第三透镜L₃为凹-凸透镜并且该第四透镜L₄为双凸透镜。

这四个单透镜的焦距满足以下要求：