場(chǎng)鏡全稱是平場(chǎng)聚焦鏡，也稱之為f-theta鏡。之所以叫平場(chǎng)聚焦鏡，是因?yàn)榧す馔ㄟ^它之后會(huì)在一定的激光打標(biāo)幅面內(nèi)形成一個(gè)大小均勻的、焦深一致的聚焦光點(diǎn)。打標(biāo)的幅面是跟場(chǎng)鏡的焦距有有關(guān)系的。焦距越長(zhǎng)，幅面也就越大。反之亦然。

圖1:一款常用的場(chǎng)鏡

有同學(xué)又會(huì)問，那我們?yōu)槭裁床荒苡闷胀ǖ膯纹劢圭R用于激光打標(biāo)呢，那樣就很便宜了呀？這是因?yàn)椋胀ǖ膯纹雇哥R，只有光線垂直通過正中心才形成一個(gè)圓形的聚焦光斑。當(dāng)光線傾斜射入普通的單片凸透鏡光線時(shí)，也就是不同軸入射。這時(shí)聚集光斑一定是變形的。更重要的是，這時(shí)光線的焦點(diǎn)不是處于光線垂直時(shí)的焦點(diǎn)平面。焦距隨著偏轉(zhuǎn)角度變化，這樣焦點(diǎn)位置也就變化。對(duì)于激光打標(biāo)，當(dāng)振鏡掃描時(shí)，光線基本都是傾斜射入場(chǎng)鏡的，焦點(diǎn)都不能維持在一個(gè)平面內(nèi)，所以是不能工作的。
場(chǎng)鏡按功能分可以分，可分為平場(chǎng)鏡（f-theta）透鏡和遠(yuǎn)心透鏡（Telecentric）。遠(yuǎn)心透鏡像主要是為了消除相差而設(shè)計(jì)的，價(jià)格很昂貴，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會(huì)變化，這對(duì)被測(cè)物不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。遠(yuǎn)心透鏡主要應(yīng)用于對(duì)鏡頭畸變要求很高的機(jī)器視覺場(chǎng)合。所以對(duì)于在工業(yè)應(yīng)用的激光打標(biāo)機(jī)中主要使用平場(chǎng)鏡。

圖2:振鏡的聚光原理

對(duì)于場(chǎng)鏡的選型，我們首先要了解場(chǎng)鏡的參數(shù)有哪些？各個(gè)參數(shù)的含義是什么？場(chǎng)鏡的主要技術(shù)參數(shù)包括：工作波長(zhǎng)、入射光瞳、掃描范圍（或焦距）和聚焦光斑直徑。
工作波長(zhǎng)：是由設(shè)備系統(tǒng)的激光器決定的。例如：光纖激光器工作波長(zhǎng)一般是1064納米、二氧化碳激光器工作波長(zhǎng)一般是10.6微米、綠激光器工作波長(zhǎng)是532納米、紫外激光器工作波長(zhǎng)是355納米。當(dāng)然還有其他類型的激光器就不一一列舉了。場(chǎng)鏡用于何種波長(zhǎng)工作條件下，就要適用這種膜層的鍍膜。如果不在給定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)用場(chǎng)鏡，場(chǎng)鏡會(huì)被激光燒壞。

圖書3:一款焦距是160毫米的紫外激光場(chǎng)鏡

入射光瞳：如使用的是單片鏡，反射鏡置于入射光瞳的地方，大可用光束的直徑等于入射光瞳的直徑。
掃描范圍：?掃描幅面由焦距決定的，場(chǎng)鏡一般只會(huì)標(biāo)志焦距。焦距和幅面激光人家園論壇告訴大家一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：幅面f=0.7*焦距。例如：f=160mm的場(chǎng)鏡對(duì)應(yīng)幅面是112mm的正方形，我們一般校正幅面是100mm*100mm。f=100mm的場(chǎng)鏡對(duì)應(yīng)幅面是70mm*70mm。
聚焦光斑直徑D：對(duì)于入射激光束直徑d、場(chǎng)鏡焦距f、激光器波長(zhǎng)λ的激光打標(biāo)系統(tǒng)。有計(jì)算公式：λ?? ?由公式我們可以知道：焦距f越長(zhǎng)，聚焦光斑直徑D越大。波長(zhǎng)λ越長(zhǎng)，焦光斑直徑D越大。入射光斑d直徑越大，焦光斑直徑D越小。所以要想得到更小的聚焦光斑就要選擇：短焦距的場(chǎng)鏡，大的擴(kuò)束鏡使入射光斑直徑變大和短波長(zhǎng)激光器。當(dāng)然場(chǎng)鏡焦距越短激光打標(biāo)的幅面就越小，這個(gè)得根據(jù)實(shí)際應(yīng)用有所取舍。擴(kuò)束鏡出射光斑直徑也不能太大，這個(gè)是由振鏡電機(jī)的窗鏡面積決定的。光斑太大振鏡窗鏡不能全部接受光斑，漏掉的激光將損失能量也容易燒壞窗鏡和燒面電機(jī)夾頭處。所以擴(kuò)束鏡倍數(shù)選型得由激光器出射光斑決定，同時(shí)也由振鏡決定。關(guān)于擴(kuò)束鏡的原理和選型以及振鏡的原理和選型，感興趣的朋友以在激光人家園論壇里面看其相關(guān)的文章。
了解清楚了場(chǎng)鏡的工作波長(zhǎng)、入射光瞳、掃描范圍和聚焦光斑直徑等參數(shù)的含義。就知道如何選型了。
1、對(duì)于波長(zhǎng)，激光人家園告訴你，非金屬的激光打標(biāo)機(jī)一般是10.6微米，也即CO2的場(chǎng)鏡；而半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)和光纖激光打標(biāo)機(jī)，也即主要打金屬的機(jī)器，波長(zhǎng)為1064nm；而激光內(nèi)雕機(jī)，綠激光的激光打標(biāo)機(jī)，場(chǎng)鏡為532nm波長(zhǎng)的；紫外激光打標(biāo)機(jī)場(chǎng)鏡為355nm波長(zhǎng)的。所以知道我們是什么激光器打標(biāo)機(jī),就選擇什么樣的波長(zhǎng)的場(chǎng)鏡。

圖4:一款二氧化碳激光場(chǎng)鏡

2、對(duì)于場(chǎng)鏡幅面和焦距，有的客戶說，我要買大打標(biāo)幅面的場(chǎng)鏡，那樣就可以打不同大小的產(chǎn)品，適用范圍更廣，以免以后開發(fā)新產(chǎn)品又得增加設(shè)備。在這里激光人家園論壇告訴您如果增加場(chǎng)鏡的幅面，聚焦光點(diǎn)會(huì)變大，失真度也要加大，場(chǎng)鏡焦距也就是鏡頭出光面到產(chǎn)品的工作距也要加大。這些變化會(huì)導(dǎo)致標(biāo)不夠精細(xì)、激光能量的損耗驗(yàn)證，沒有小幅面鏡頭打的標(biāo)清晰。
另外，焦距越短焦深就越小，那么對(duì)于被打標(biāo)物體表面的平整度要求越高，所以有起伏或者圓柱形的弧形物體表面不太適合用焦距短的場(chǎng)鏡去打。
前面說的，焦距越長(zhǎng)，聚焦的能量密度會(huì)越小，打標(biāo)會(huì)越淺，所以我們要注意選擇大一點(diǎn)功率的激光器與之配套。
所以客戶一定要根據(jù)不同的加工面積和產(chǎn)品外形選用適合的場(chǎng)鏡，或者備用幾個(gè)不同掃描范圍的場(chǎng)鏡，當(dāng)然更換場(chǎng)鏡一般設(shè)備軟件里面是要重新光學(xué)校正的，感興趣的朋友可以在激光人家園論壇里面看關(guān)于光學(xué)校正方面的文章。
3、對(duì)于光斑，一般光纖打標(biāo)機(jī)的振鏡一般為10光斑，那么我們的場(chǎng)鏡選擇10光斑的。但是有的客戶買場(chǎng)鏡是用來做振鏡焊接機(jī)，大家知道，焊接機(jī)的振鏡一般為大光斑的，比方20光斑，25光斑，30光斑，36光斑等等，那么我們選用的場(chǎng)鏡同樣要與之配套。國(guó)內(nèi)的振鏡式焊接機(jī)出現(xiàn)這樣那樣的問題，很大部分原因是找不到大光斑的場(chǎng)鏡。小光斑的場(chǎng)鏡在承受焊接機(jī)那么大功率的情況下，就會(huì)一下子燒掉了。

4、對(duì)于場(chǎng)鏡的安裝，場(chǎng)鏡是擰到振鏡下面的，所以我們場(chǎng)鏡的螺紋一定要適合自己的振鏡。而振鏡的螺紋一般有這么幾種M85*1，M102*1，M*1，M58*1，M55*1等幾種，常見的是M85*1，進(jìn)口scanlab振鏡的螺紋接口為M79*1.那么我們選用與振鏡配套的即可。如果找不到對(duì)應(yīng)的螺紋場(chǎng)鏡，就弄一個(gè)螺紋轉(zhuǎn)換圈即可，一般做打標(biāo)機(jī)機(jī)柜的廠家都有零件。

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