1Apa Lensa Lapangan F-Theta Sebenarnya Mengatasi
Dua cermin scanner mengalihkan sinar padakecepatan sudut konstanFokuskan sinar dengan lensa bola biasa dan bintik laser mendarat "padat di tengah, tipis di tepi"semakin besar penyimpangan dalam kecepatan linier tepi dan kepadatan energi.
Lensa medan f-Theta membuat posisi titik fokus linier dengan sudut pemindaian(hubungan "f-theta"), mengubah kecepatan sudut konstan scanner kekecepatan linier konstan pada benda kerja, sehingga ukuran titik dan kepadatan energi tetap seragam di seluruh bidang scan.
Dua hubungan perhitungan resmi(sumber: brosur resmi LINOS, Bagian Perhitungan Dasar):
- Diameter titik:
Spot-Ø = 1,83 × λ × FL / Beam-Ø
- di mana 1,83 adalah faktor apodization, λ adalah panjang gelombang, FL adalah panjang fokus (mm), dan Beam-Ø adalah diameter sinar masukan (mm)
- Panjang pemindaian:
2y = FL × 2Θy × π/180,2x = FL × 2Θx × π/180
- dimana FL adalah focal length (mm) dan Θx, Θy adalah sudut scan (°)
2. panjang fokus resmi 2.1 Seri 1030~1080 nm (silika cair, lapisan penyerapan rendah)
| Nominal FL (mm) |
Bidang pemindaian (mm) |
Sudut pemindaian maksimum ±Θx,y (°) |
Sinar masuk Ø @1/e2 (mm) |
Spot @1/e2 (μm) |
Jarak kerja WD (mm) |
Kaca pelindung |
Nomor bagian |
| 70 (telesentris) |
26 × 26 |
± 10.9 |
14 |
10 |
87.5 |
PG22 |
4401-551-000-26 |
| 100 (telesentris) |
44 × 44 |
± 12.2 |
14 |
15 |
137.0 |
PG14 |
4401-561-000-26 |
| 118 (telesentris) |
50 × 50 |
± 15.5 |
14 |
17 |
233.9 |
PG14 |
4401-607-000-26 |
| 163 |
85 × 85 |
± 15.2 |
14 |
23 |
219.3 |
PG14 |
4401-589-000-26 |
| 167 (telesentris) |
84 × 84 |
± 14.9 |
20 |
16 |
215.4 |
PG16 |
4401-513-000-26 |
| 251 (telecentric) |
63 × 63 |
± 14.4 |
20 |
25 |
372.3 |
PG16 |
4401-631-000-26 |
| 255 |
187 × 187 |
± 21.3 |
10 |
50 |
317.4 |
PG14 |
4401-499-000-26 |
| 270 |
136 × 136 |
± 14.8 |
20 |
27 |
352.0 |
PG16 |
4401-604-000-26 |
| 340 |
176 × 176 |
± 15.1 |
20 |
33 |
441.6 |
PG16 |
4401-546-000-26 |
| 420 |
254 × 254 |
± 17.3 |
20 |
42 |
510.9 |
PG14 |
4401-508-000-26 |
2.2 Seri 340~360 nm (silika cair) ️ pita pemrosesan UV
| Nominal FL (mm) |
Bidang pemindaian (mm) |
Sudut pemindaian maksimum ±Θx,y (°) |
Sinar masuk Ø @1/e2 (mm) |
Spot @1/e2 (μm) |
Jarak kerja WD (mm) |
Kaca pelindung |
Nomor bagian |
| 70 (telesentris) |
28 × 28 |
± 11.3 |
10 |
5 |
92.5 |
PG4 |
4401-576-000-21 |
| 100 (telesentris) |
46 × 46 |
± 12.7 |
10 |
7 |
136.7 |
PG11 |
4401-509-000-21 |
| 160 |
98 × 98 |
± 17.7 |
7 |
15 |
197.4 |
PG4 |
4401-399-000-21 |
| 167 (telesentris) |
65 × 65 |
± 11.3 |
10 |
13 |
255.0 |
PG15 |
4401-511-000-21 |
| 255 |
170 × 170 |
± 19.3 |
10 |
17 |
318.1 |
PG11 |
4401-481-000-21 |
2.3 pita panjang gelombang lainnya (ringkasan brosur resmi)
| Bahan |
Band yang ditutupi |
Jangkauan panjang fokus |
| Kaca optik |
532 ∼ 1064 nm |
100-420 mm |
| Silikon cair |
340 360 / 440460 / 515540 / 10301080 / 19002000 nm |
Tergantung pada pita (misalnya 265 / 354 / 437 mm dalam pita 1900 ∼ 2000 nm) |
3Telecentric vs Non-Telecentric: Ketika Anda Harus Telecentric
Deskripsi resmi dari versi telecentric:medan scan maksimum tidak melebihi aperture lensa, tapiBulat titik dan sudut kejadian tetap konstan di seluruh bidang scan.
| Artikel |
Non-telecentric (standar) |
Telesentris |
| Lapangan pemindaian untuk FL tertentu |
Lebih besar (misalnya 255 mm → 187 × 187 mm) |
Lebih kecil (misalnya 251 mm → 63 × 63 mm) |
| Kebulatan titik di seluruh lapangan |
Berbeda-beda dari pusat |
Konstan |
| Sudut kejadian di seluruh lapangan |
Berbeda-beda menurut posisi |
Konstan |
| Kesesuaian khas |
Penandaan, pengolahan umum, luas maksimum |
Pengeboran presisi, micromachining, melalui kerucut/perpendikularitas, multi-lapisan atau bagian bertahap |
4Silikon Tembaga vs Kaca Optik: Materi dan Pilihan Lapisan
Menurut penjelasan teknis resmi:
- Lapisan penyerapan rendah:Optik silika cair dalam400 ̊1080 nmkapal jangkauan dengan pelapis penyerapan rendah produsen sebagai standar
- penyerapan≤ 20 ppm @1064 nm(biasanya lebih baik dari 10 ppm)
- penyerapan≤ 30 ppm @ 532 nm(biasanya lebih baik dari 15 ppm)
- aturan identifikasi: lensa silika cair yang nomor bagian berakhir dengan "-26" memiliki lapisan ini
- Proses pelapispenutup UV / VIS / NIR, dari deposisi konvensional sampaipenyemprotan sinar ion;
- Lapisan yang dioptimalkan sudutdigunakan untuk mencapai yang sangat baik danseragamtransmisi di seluruh bidang pemindaian;
- Pengujian ambang kerusakan:semua lapisan diukur perDIN EN ISO 11254-2menggunakan metode multi-pulsa (S-on-1);
- Perubahan fokus termaldiatasi, menurut dokumentasi resmi, dengan menggunakan bahan yang kurang menyerap (silika cair berkualitas tinggi yang dipilih secara khusus) ditambah lapisan yang kurang menyerap,dipantau batch per batch dengan peralatan pengukuran penyerapan internal produsen.
| Kasus |
Nilai |
| Lensa medan silika cair @1064 nm, 12 ns, 100 Hz |
40 J/cm2 |
| Lensa medan silika cair @1030 nm, 291 fs, 5 kHz |
00,9 J/cm2 |
| Lensa bidang kaca optik @1064 nm, 9 ns, 100 Hz |
10 J/cm2 |
| Beam expander, lensa input silika cair 1064 nm, 9 ns |
30 J/cm2 |
| Beam expander, 355 nm silika cair, 5 ns |
5 J/cm2 |
Mengapa itu penting:nilai LIDT pulsa pendek (femtosecond/picosecond) berbeda dari nilai nanosecond dengan dua urutan besar (0,9 J/cm2 vs 40 J/cm2).Memilih optik terhadap ambang nanodetik untuk proses femtosekund adalah sumber klasik kerusakan berbaris.
5. Beam Expanders: garis resmi adalah terus menerus variabel pembesaran hanya 5.1 Apa yang dilakukan oleh extender sinar
Menurut deskripsi resmi, pembesar sinar adalahSistem optik berbentuk balokuntuk pengolahan bahan laser:
- Merekamengubah diameter balok dan divergensi secara bersamaan, mengoptimalkandiameter titik fokus, posisi fokus, dan karakteristik penyebaran sinar;
- Dengan mengubah divergensi sinar masukan, mereka dapatmenyesuaikan jarak fokus belakang lensa lapangan F-Theta-Ronar / Focus-Ronar;
- Semua pembesar sinar LINOS dapat digunakan secara terbalik sebagai pengurang sinar;
- Dokumen resmi secara eksplisit merekomendasikan pasangan mereka denganLensa medan LINOS F-Theta-Ronar.
5.2 Expanders sinar pembesar variabel manual (tabel spesifikasi resmi)
| Model |
Perbesar |
Panjang gelombang desain |
Rentang panjang gelombang |
Sinar masuk maksimum @1/e2 |
Bahan |
Nomor bagian |
| Beam-Expander var. 1x-4x 355 nm silika cair (kotak baja tahan karat) |
1.04.0 |
355 nm |
340~360 nm |
10.0 mm |
Silika cair + stainless steel |
4401-613-000-28 |
| Beam-Expander var. 2x-8x 1064 nm |
2.08.0 |
1064 nm |
1064 nm |
8.0 mm |
Kaca optik + aluminium anodis hitam |
4401-256-000-20 |
| Beam-Expander var. 2x-8x 532 nm |
2.08.0 |
532 nm |
532 nm |
8.0 mm |
Kaca optik + aluminium anodis hitam |
4401-257-000-20 |
| Beam-Expander var. 2x-8x 532 nm silika cair |
2.08.0 |
532 nm |
515-540 nm |
4.0 mm |
Lensa input silika cair |
4401-446-000-20 |
| Beam-Expander var. 2x-8x 1064 nm silika cair |
2.08.0 |
1064 nm |
1030~1080 nm |
6.0 mm |
Lensa input silika cair |
4401-359-000-20 |
| Beam-Expander var. 2x-8x 633/780/830/980 nm |
2.08.0 |
633 nm |
630 ∼ 980 nm |
8.0 mm |
Kaca optik |
4401-258-000-20 |
| Beam-Expander var. 2x-8x 355 nm silika cair |
2.08.0 |
355 nm |
355 nm |
3.4 mm |
Silikon semua cair |
4401-402-000-20 |
Parameter mekanik umum (brosur resmi):
- Diameter balok output maksimum mekanis:31 mm
- Panjang maksimum:165.5 mm(termasuk perjalanan koreksi divergensi)
- Diameter luar maksimum:Ø 42,0 mm; diameter pemasanganØ 37,6 -0,1 mm(tanggal wajah A)
- Kemiringan sudut masuk maksimum yang diizinkan:0.2° (tanpa vignet); kemiringan balok output diperkuat olehkebalikan dari pembesaran
- Perpendekatan resmi:diameter sinar masukan maksimum = 31 mm ÷ pembesaran(perbesarannya lebih tinggi memungkinkan aperture input yang lebih kecil)
5.3 Expanders sinar pembesar variabel bermotor (kaca produk resmi)
- Variabel terus menerus1x... 4xdan2x... 8xBand panjang gelombang340 360 nm / 515 540 nm / 1030 1080 nm;semua desain silika cair;
- Diameter sinar masukan maksimumhingga 8 mm;daya maksimal mekanik 31 mm;
- 10 preset independen(perbesaran dan divergensi); secara resmi dinyatakan untuk memungkinkanpembalikan pembesaran otomatis yang memperpendek waktu pengaturan mesinsementaramenjaga kelas keamanan laser selama penyesuaian;
- Antarmuka:SubD9 / RS232, USB 2.0, Phoenix Kontak/RS232; aturan akhiran bilangan bagian−20 = SubD9/RS232, −21 = Phoenix Contact/RS232, −22 = USB 2.0;
- Baud rate 9600 bit/s; pasokan7 ̊12 V(724 V untuk antarmuka Phoenix Contact); sesuai dengan CE / RoHS;IP 20; Perangkat lunak kontrol Windows (Win10).
| Perbesar |
Panjang gelombang (nm) |
Sinar masuk maksimum @1/e2 (mm) |
Lapisan penyerapan rendah |
Nomor bagian |
| 1x... 4x |
340 ¢ 360 |
8 |
️ |
4401-596-000-20 / -21 / -22 |
| 1x... 4x |
515 ¢540 |
8 |
✓ |
4401-597-000-20 / -21 / -22 |
| 1x... 4x |
1030 ¢ 1080 |
8 |
✓ |
4401-598-000-20 / -21 / -22 |
| 2x... 8x |
340 ¢ 360 |
6 |
️ |
4401-516-000-20 / -21 / -22 |
| 2x... 8x |
515 ¢540 |
8 |
✓ |
4401-515-000-20 / -21 / -22 |
| 2x... 8x |
1030 ¢ 1080 |
8 |
✓ |
4401-514-000-20 / -21 / -22 |
Contoh lembar data individu (untuk memverifikasi rincian seleksi):
| Parameter |
4401-596-000-2x (1x-4x, 340~360 nm) |
4401-634-000-2x (2x-8x, 340~360 nm) |
| Bahan lensa |
Silikon cair |
Silikon cair |
| Aperture input mekanik |
8.7 mm |
15.5 mm |
| Sinar output maksimum @1/e2 |
25 mm (aperture output mekanik 31 mm) |
30.9 mm |
| Stabilitas menunjuk |
< 0,3 mrad |
< 0,5 mrad |
| Dispersi keterlambatan kelompok GDD @λ |
3114 fs2 |
1906 fs2 |
| Transmisi total @340 ∼360 nm |
> 96 % |
> 96 % |
| LIDT |
4 J/cm2 @355 nm, 6 ns, 100 Hz; 0,4 J/cm2 @343 nm, 200 fs, 1 kHz |
Sama saja. |
| Berat badan |
0.90 kg |
10,0 kg |
5.4 Ekspander sinar UV dengan emisi gas rendah (1x4x)
Posisi resmi:pertama off-the-shelf expanser sinar UV standar low-outgassing, dengan casing stainless steel dan optik silika cair, ditujukan untukSemikonduktor, pengolahan wafer, dan tampilan elektronikPernyataan pers resmi (2024-04-11) meluncurkan bersama denganlensa UV F-Theta Ronar dengan emisi gas rendah (340~360 nm).
| Parameter |
Nilai |
| Jangkauan pembesaran |
1x 4x (terusan, termasuk penyesuaian divergensi output berkelanjutan) |
| Panjang gelombang desain |
355 nm (lapisan pita lebar 340~360 nm) |
| Diameter sinar masukan maksimum |
10 mm @1/e2; 12 mm (dipotong) |
| Diameter balok output maksimum |
24 mm (dipotong) |
| Transmisi |
≥ 96 % @340~360 nm; > 90 % @635 nm |
| LIDT |
4 J/cm2 @355 nm, 6 ns, 100 Hz |
| Perumahan |
Baja tahan karat (desain low-outgassing) |
| Nomor bagian |
4401-613-000-28 |
6. Kaca Pelindung (Bisa Diganti) Produk Konsumsi Yang Paling Diremehkan
Secara resmi, baik lensa medan dan pembesar sinar menggunakankaca pelindung silikat cair yang dapat diganti, dan dengan kaca pelindung yang dipasang di sisi keluarnyaIP6Xstandar debu. kaca pelindung dipesan secara terpisah, misalnya:
| PG tidak. |
Diameter × ketebalan |
Band pelapis AR |
Nomor bagian |
| PG14 |
113 mm × 3 mm |
1030~1080 nm, penyerapan rendah |
4401-499-005-00 |
| PG16 |
132 mm × 3 mm |
1030~1080 nm, penyerapan rendah |
4401-513-006-00 |
| PG11 |
113 mm × 3 mm |
340-380 + 633 nm |
4401-481-005-00 |
| PG15 |
113 mm × 3 mm |
340-380 + 633 nm |
4401-511-823-00 |
| PG27 |
17.5 mm × 1,6 mm |
340-380 + 633 nm |
4401-516-006-00 |
7. Cocok Lensa Medan, Beam Expander dan Scanner: Checklist Enam Langkah
Langkah 1
- Bekerja mundur dengan rumus resmi:
Spot-Ø = 1,83 × λ × FL / Beam-Ødan2y = FL × 2Θy × π/180;
- Ingat bahwa sudut pemindaian dibatasi oleh scanner itu sendiri (sudut pemindaian maksimum berbeda dengan model check the scanner datasheet).
Langkah 2 Mengatur jarak fokus dan memeriksa jarak kerja
- Pilih jarak fokus kandidat dari tabel di Bagian 2 danmembaca dari jarak kerja WD pada saat yang samaWD yang tidak cukup menyebabkan benturan pada benda kerja dan lebih sering diabaikan daripada ukuran titik.
Langkah 3 Fix material (silika cair vs kaca optik)
- Panjang gelombang dalam 340 ′360 ′ / 440 ′460 ′ / 515 ′540 ′ / 1030 ′1080 ′ / 1900 ′2000 nm → seri silika cair;
- 532×1064 nm pada daya konvensional → seri kaca optik;
- Pulsa pendek atau daya tinggi → lebih memilih silika cair dengan lapisan penyerapan rendah (nomor bagian "-26").
Langkah 4 Verifikasi LIDT
- Mencocokkan durasi denyut nadi yang sebenarnya dan kepadatan daya dengan LIDT (nilai nanodetik dan femtosekund berbeda dengan dua urutan besar ‡ lihat Bagian 4);
- Secara resmi:LIDT pembesar sinar yang sebenarnya dan pergeseran fokus termal tergantung pada pengaturan sistem spesifik dan parameter laser; pengujian sebelum digunakan dianjurkan.
Langkah 5 Pilih apakah Anda membutuhkan extender sinar
- Untuk mengurangi ukuran titik → memperluas diameter sinar masukan (menggunakan expander untuk mendekati aperture input desain lensa lapangan menghasilkan titik terkecil);
- Untuk menyesuaikan posisi fokus / jarak fokus belakang → mengubah divergensi masukan dengan expander;
- Untuk mengurangi alih-alih memperluas → secara resmi, pembesar LINOS dapat digunakan secara terbalik sebagai reduksi balok.
Langkah 6
- Untuk versi bermotor, konfirmasi sufiks antarmuka (−20 / −21 / −22) dan apakah perlu beralih otomatis 10-preset;
- Memverifikasi benang lensa medan (M85 × 1, dengan model individu pada M76 × 1 / M110 × 1) dan diameter pemasangan expander (Ø37.6 −0,1 mm);
- Pesan yang cocok kaca pelindung dalam pembelian yang sama.
8. Pitfalls Lapangan
- Pitfall 1: hanya melihat bidang scan, tidak bekerja jarak.Jarak fokus yang panjang memberikan area yang besar tetapi juga WD yang panjang (misalnya jarak fokus 420 mm → WD 510,9 mm).
- Pitfall 2: Memilih optik pada LIDT nanodetik untuk proses femtosekund.Data resmi: lensa medan silika cair menunjukkan 40 J/cm2 pada 12 ns tetapi hanya 0,9 J/cm2 pada 291 fs. Memilih terhadap nilai nanodetik mengarah pada kerusakan cascading dalam urutan singkat.
- Pitfall 3: Membingungkan "aperture mekanik" dengan "1/e2 aperture optik".Kekuatan maksimal mekanik pembesar sinar adalah 31 mm, sementara model tertentu dapat 25 mm atau 30,9 mm pada definisi 1/e2; menghitung titik dari 31 mm memberikan jawaban yang salah.
- Kesulitan 4: Lupakan bahwa extender input aperture mengecil dengan pembesaran.Perkiraan resmi: diameter balok massal = 31 mm ÷ pembesaran. Memilih pembesaran tinggi tanpa memeriksa aperture massal menghasilkan vignetting atau clipping.
- Pitfall 5: Campuran optik telecentric dan non-telecentric dalam satu proses.Versi telesentris menjaga bulatnya titik dan sudut kejadian konstan di seluruh bidang; versi non-telesentris bervariasi dengan posisi.Campur mereka pada satu mesin menghasilkan kualitas yang tidak konsisten antara stasiun.
- Pitfall 6: mengabaikan batas kemiringan sudut input 0,2°.Secara resmi kemiringan sudut input maksimum 0,2 ° diizinkan tanpa vignetting, dan kemiringan output diperkuat dengan kebalikan pembesaran jadi semakin tinggi pembesaran,semakin banyak jalan balok yang ceroboh menyakitkan.
- Kesulitan 7: Tidak memakai kaca pelindung.Kaca pelindung adalah bahan habis pakai yang dapat diganti yang dipesan secara terpisah; kehabisan menghentikan jalur.
9. Produk Tie-in: Sourcing LINOS Field Lenses dan Beam Expanders
Fradwell memasok lensa lapangan LINOS asli Jerman (F-Theta-Ronar) dan pembesar sinar, dengan dukungan pemilihan oleh panjang fokus / panjang gelombang / medan scan, verifikasi lembar data,dan pengiriman di seluruh dunia:
- Lensa medan dengan penyerapan rendah silika cair 1030~1080 nm(70 / 100 / 118 / 163 / 167 / 251 / 255 / 270 / 340 / 420 mm):
- Lensa medan silika terlelep UV 340~360 nm(70 / 100 / 160 / 167 / 255 mm): [pengendali halaman produk];
- Expanders sinar pembesar variabel manual(1x-4x, 2x-8x, beberapa pita panjang gelombang): [tempat penopang halaman produk];
- Pemancar sinar pembesar variabel bermotor(1x-4x, 2x-8x, 10 preset): [pengendali halaman produk];
- Ekspander sinar UV dengan emisi rendah(1x-4x, semikonduktor/wafer/display): [pengendali halaman produk];
- Kaca pelindung yang cocok (seri PG): [tempat penopang halaman produk].
Untuk dukungan seleksi, kirimkan kepada kami: panjang gelombang laser, daya rata-rata / puncak dan durasi denyut nadi, medan scan target, diameter titik target, batasan jarak kerja,dan model scanner dengan sudut scan maksimumnya.
10Kesimpulan
Pilihan lensa medan LINOS dan pembesar sinar dalam tiga kalimat:
- Panjang fokus adalah variabel utama tunggal¢ ia menetapkan bidang scan, ukuran titik, dan jarak kerja bersama-sama, dan mengunci kunci hubungan antara ketiga (rumus resmi di Bagian 1);
- Bahan dan lapisan tergantung dari panjang gelombang, daya, dan durasi denyut nadi- Silikon cair untuk UV dan impuls pendek, lapisan penyerapan rendah (nomor bagian yang berakhir dengan "-26") untuk pekerjaan yang menuntut 1030~1080 nm, dengan LIDT diverifikasi terhadap durasi impuls yang sebenarnya;
- Expanders sinar adalah tuas presisi AndaGaris standar resmi adalah pembesaran variabel terus menerus (1x-4x / 2x-8x), dapat digunakan ke depan untuk memperluas, ke belakang untuk mengurangi, dan untuk menyesuaikan jarak fokus belakang lensa lapangan dan ukuran titik.