1. O que uma lente de campo f-Theta realmente resolve
Os dois espelhos de um scanner desviam o feixe emvelocidade angular constante. Foque esse feixe com uma lente esférica simples e os pontos de laser pousam “densos no centro, esparsos nas bordas” – quanto maior a área de trabalho, maior o desvio na velocidade linear da borda e na densidade de energia.
Uma lente de campo f-Theta torna a posição do ponto focalizado linear com o ângulo de varredura(a relação "f-teta"), convertendo a velocidade angular constante do scanner emvelocidade linear constante na peça de trabalho, para que o tamanho do ponto e a densidade de energia permaneçam uniformes em todo o campo de varredura.
As duas relações oficiais de cálculo(fonte: folheto oficial LINOS, seção Cálculos Básicos):
- Diâmetro do ponto:
Ponto-Ø = 1,83 × λ × FL / Feixe-Ø
- onde 1,83 é o fator de apodização, λ é o comprimento de onda, FL é a distância focal (mm) e Beam-Ø é o diâmetro do feixe de entrada (mm)
- Comprimento da digitalização:
2y = FL × 2Θy × π/180,2x = FL × 2Θx × π/180
- onde FL é a distância focal (mm) e Θx, Θy são ângulos de varredura (°)
2. Distância focal oficial ↔ Tabelas de campo de varredura (dados de seleção principal) 2.1 Série 1030–1080 nm (sílica fundida, revestimento de baixa absorção) — banda de laser de fibra convencional
| FL nominal (mm) |
Campo de digitalização (mm) |
Ângulo máximo de varredura ±Θx,y (°) |
Feixe de entrada Ø @1/e² (mm) |
Ponto @1/e² (μm) |
Distância de trabalho WD (mm) |
Vidro protetor |
Número da peça |
| 70 (telecêntrico) |
26 × 26 |
±10,9 |
14 |
10 |
87,5 |
PG22 |
4401-551-000-26 |
| 100 (telecêntrico) |
44×44 |
±12,2 |
14 |
15 |
137,0 |
PG14 |
4401-561-000-26 |
| 118 (telecêntrico) |
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 (telecêntrico) |
84 × 84 |
±14,9 |
20 |
16 |
215,4 |
PG16 |
4401-513-000-26 |
| 251 (telecêntrico) |
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 Série 340–360 nm (sílica fundida) — banda de processamento UV
| FL nominal (mm) |
Campo de digitalização (mm) |
Ângulo máximo de varredura ±Θx,y (°) |
Feixe de entrada Ø @1/e² (mm) |
Ponto @1/e² (μm) |
Distância de trabalho WD (mm) |
Vidro protetor |
Número da peça |
| 70 (telecêntrico) |
28 × 28 |
±11,3 |
10 |
5 |
92,5 |
PG4 |
4401-576-000-21 |
| 100 (telecêntrico) |
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 (telecêntrico) |
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 Outras bandas de comprimento de onda (resumo oficial da brochura)
| Material |
Bandas cobertas |
Faixa de distância focal |
| Vidro óptico |
532–1064 nm |
100–420 mm |
| Sílica fundida |
340–360 / 440–460 / 515–540 / 1030–1080 / 1900–2000 nm |
Depende da banda (por exemplo, 265/354/437 mm na banda 1900–2000 nm) |
3. Telecêntrico versus não telecêntrico: quando você deve se tornar telecêntrico
Descrição oficial das versões telecêntricas:o campo máximo de varredura não excede a abertura da lente, masa redondeza do ponto e o ângulo de incidência permanecem constantes em todo o campo de varredura.
| Item |
Não telecêntrico (padrão) |
Telecêntrico |
| Campo de varredura para um determinado FL |
Maior (por exemplo, 255 mm → 187 × 187 mm) |
Menor (por exemplo, 251 mm → 63 × 63 mm) |
| Identifique arredondamento em todo o campo |
Varia longe do centro |
Constante |
| Ângulo de incidência em todo o campo |
Varia com a posição |
Constante |
| Ajuste típico |
Marcação, processamento geral, área máxima |
Furação de precisão, microusinagem, via conicidade/perpendicularidade, peças multicamadas ou escalonadas |
4. Sílica fundida versus vidro óptico: seleção de material e revestimento
Por explicações técnicas oficiais:
- Revestimento de baixa absorção:óptica de sílica fundida no400–1080 nma linha é fornecida com o revestimento de baixa absorção do fabricante como padrão -
- absorção≤ 20 ppm a 1064 nm(normalmente melhor que 10 ppm)
- absorção≤ 30 ppm a 532 nm(normalmente melhor que 15 ppm)
- regra de identificação: lentes de sílica fundida cujo número de peça termina em "-26" possuem este revestimento
- Processos de revestimentocobrem UV/VIS/NIR, desde a deposição convencional atépulverização catódica por feixe de íons;
- Revestimentos com ângulo otimizadosão usados para alcançar resultados excelentes euniformetransmissão em todo o campo de varredura;
- Teste de limite de dano:todos os revestimentos são medidos porDIN EN ISO 11254-2usando o método multipulso (S-on-1);
- Mudança de foco térmicoé combatido, de acordo com a documentação oficial, pelo uso de materiais de baixa absorção (sílica fundida de alto grau especificamente selecionada) mais revestimentos de baixa absorção, monitorados lote por lote com o equipamento interno de medição de absorção do fabricante.
| Caso |
Valor |
| Lente de campo de sílica fundida a 1064 nm, 12 ns, 100 Hz |
40J/cm² |
| Lente de campo de sílica fundida a 1030 nm, 291 fs, 5 kHz |
0,9J/cm² |
| Lente de campo de vidro óptico a 1064 nm, 9 ns, 100 Hz |
10J/cm² |
| Expansor de feixe, lente de entrada de sílica fundida de 1064 nm, 9 ns |
30J/cm² |
| Expansor de feixe, sílica fundida de 355 nm, 5 ns |
5J/cm² |
Por que é importante:Os valores LIDT de pulso curto (femtosegundo/picossegundo) diferem dos valores de nanossegundos em duas ordens de grandeza (0,9 J/cm² vs 40 J/cm²).A seleção da óptica em relação ao limite de nanossegundos para um processo de femtosegundo é uma fonte clássica de danos em cascata.
5. Expansores de feixe: a linha oficial é apenas de ampliação variável contínua 5.1 O que um expansor de feixe faz
De acordo com a descrição oficial, os expansores de feixe sãosistemas ópticos de modelagem de feixepara processamento de material a laser:
- Elesalterar o diâmetro e a divergência do feixe simultaneamente, otimizandodiâmetro do ponto focal, posição focal e características de propagação do feixe;
- Ao alterar a divergência do feixe de entrada, eles podemajustar a distância focal traseira das lentes de campo F-Theta-Ronar / Focus-Ronar;
- Todos os expansores de feixe LINOS podem ser usados ao contrário como redutores de feixe;
- A documentação oficial recomenda explicitamente combiná-los comLentes de campo LINOS F-Theta-Ronar.
5.2 Expansores manuais de feixe de ampliação variável (tabela de especificações oficiais)
| Modelo |
Ampliação |
Comprimento de onda do projeto |
Faixa de comprimento de onda |
Feixe de entrada máximo @1/e² |
Material |
Número da peça |
| Expansor de feixe var. 1x-4x sílica fundida de 355 nm (caixa de aço inoxidável) |
1,0–4,0 |
355 nm |
340–360 nm |
10,0mm |
Sílica fundida + aço inoxidável |
4401-613-000-28 |
| Expansor de feixe var. 2x-8x 1064nm |
2,0–8,0 |
1064nm |
1064nm |
8,0mm |
Vidro óptico + alumínio anodizado preto |
4401-256-000-20 |
| Expansor de feixe var. 2x-8x 532nm |
2,0–8,0 |
532nm |
532nm |
8,0mm |
Vidro óptico + alumínio anodizado preto |
4401-257-000-20 |
| Expansor de feixe var. sílica fundida 2x-8x 532 nm |
2,0–8,0 |
532nm |
515–540 nm |
4,0mm |
Lente de entrada de sílica fundida |
4401-446-000-20 |
| Expansor de feixe var. Sílica fundida 2x-8x 1064 nm |
2,0–8,0 |
1064nm |
1030–1080 nm |
6,0mm |
Lente de entrada de sílica fundida |
4401-359-000-20 |
| Expansor de feixe var. 2x-8x 633/780/830/980nm |
2,0–8,0 |
633nm |
630–980 nm |
8,0mm |
Vidro óptico |
4401-258-000-20 |
| Expansor de feixe var. Sílica fundida 2x-8x 355 nm |
2,0–8,0 |
355 nm |
355 nm |
3,4mm |
Toda sílica fundida |
4401-402-000-20 |
Parâmetros mecânicos comuns (brochura oficial):
- Diâmetro máximo mecânico do feixe de saída:31mm
- Comprimento máximo:165,5 milímetros(incluindo viagens de correção de divergência)
- Diâmetro externo máximo:Ø 42,0 mm; diâmetro de montagemØ 37,6 −0,1 mm(face de referência A)
- Inclinação máxima permitida do ângulo de entrada:0,2° (sem vinheta); a inclinação do feixe de saída é amplificada peloinverso da ampliação
- Aproximação oficial:diâmetro máximo do feixe de entrada = 31 mm ÷ ampliação(uma ampliação maior permite uma abertura de entrada menor)
5.3 Expansores motorizados de feixe de ampliação variável (ficha oficial do produto)
- Variável contínua1x…4xe2x…8x; bandas de comprimento de onda340–360 nm/515–540 nm/1030–1080 nm;todo design de sílica fundida;
- Diâmetro máximo do feixe de entradaaté 8 mm;saída máxima mecânica 31 mm;
- 10 predefinições independentes(ampliação e divergência); declarado oficialmente para permitircomutação automática de ampliação que reduz o tempo de configuração da máquinaenquantomantendo a classe de segurança do laser durante o ajuste;
- Interfaces:SubD9/RS232, USB 2.0, Phoenix Contact/RS232; regra de sufixo de número de peça−20 = SubD9/RS232, −21 = Phoenix Contact/RS232, −22 = USB 2.0;
- Taxa de transmissão 9600 bits/s; fornecer7–12V(7–24 V para interface Phoenix Contact); Compatível com CE/RoHS;IP20; Software de controle do Windows (Win10).
| Ampliação |
Comprimento de onda (nm) |
Feixe de entrada máximo @1/e² (mm) |
Revestimento de baixa absorção |
Números de peça |
| 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 |
Exemplos de folhas de dados individuais (para verificar detalhes da seleção):
| Parâmetro |
4401-596-000-2x (1x-4x, 340–360nm) |
4401-634-000-2x (2x-8x, 340–360 nm) |
| Material da lente |
Sílica fundida |
Sílica fundida |
| Abertura de entrada mecânica |
8,7mm |
15,5mm |
| Feixe de saída máximo @1/e² |
25 mm (abertura de saída mecânica 31 mm) |
30,9mm |
| Apontando estabilidade |
< 0,3 mrad |
< 0,5 mrad |
| Dispersão de atraso de grupo GDD @λ |
3114 fs² |
1906 fs² |
| Transmissão total @340–360 nm |
> 96% |
> 96% |
| LIDT |
4 J/cm² a 355 nm, 6 ns, 100 Hz; 0,4 J/cm² a 343 nm, 200 fs, 1 kHz |
Mesmo |
| Peso |
0,90kg |
1,0kg |
5.4 Expansor de feixe UV de baixa emissão de gases (1x–4x)
Posicionamento oficial: oprimeiro expansor de feixe UV padrão de baixa emissão de gases pronto para uso, com carcaça em aço inoxidável e óptica de sílica fundida, destinada asemicondutor, processamento de wafer e display eletrônicoindústrias. O comunicado de imprensa oficial (2024-04-11) lançou-o juntamente com oLente UV F-Theta Ronar de baixa emissão de gases (340–360 nm).
| Parâmetro |
Valor |
| Faixa de ampliação |
1x – 4x (contínuo, incluindo ajuste contínuo de divergência de saída) |
| Comprimento de onda do projeto |
355 nm (revestimento de banda larga 340–360 nm) |
| Diâmetro máximo do feixe de entrada |
10mm@1/e²; 12 mm (truncado) |
| Diâmetro máximo do feixe de saída |
24 mm (truncado) |
| Transmissão |
≥ 96% @340–360 nm; > 90% @635nm |
| LIDT |
4 J/cm² a 355 nm, 6 ns, 100 Hz |
| Habitação |
Aço inoxidável (design de baixa emissão de gases) |
| Número da peça |
4401-613-000-28 |
6. Vidro protetor (substituível) – O consumível mais esquecido
Oficialmente, tanto as lentes de campo quanto os expansores de feixe usamvidro protetor de sílica fundida substituível, e com o vidro protetor instalado no lado da saída o conjunto fica protegido contraIP6Xpadrões de poeira. O vidro protetor é pedido separadamente, por exemplo:
| PG não. |
Diâmetro × espessura |
Banda de revestimento AR |
Número da peça |
| PG14 |
113 mm × 3 mm |
1030–1080 nm, baixa absorção |
4401-499-005-00 |
| PG16 |
132 mm × 3 mm |
1030–1080 nm, baixa absorção |
4401-513-006-00 |
| PG11 |
113 mm × 3 mm |
340–380 + 633nm |
4401-481-005-00 |
| PG15 |
113 mm × 3 mm |
340–380 + 633nm |
4401-511-823-00 |
| PG27 |
17,5 mm × 1,6 mm |
340–380 + 633nm |
4401-516-006-00 |
7. Lente de campo, expansor de feixe e scanner correspondentes: lista de verificação de seis etapas
Passo 1 — Corrija a área de trabalho e os requisitos de localização
- Trabalhe de trás para frente com as fórmulas oficiais:
Ponto-Ø = 1,83 × λ × FL / Feixe-Øe2y = FL × 2Θy × π/180;
- Lembre-se de que o ângulo de digitalização é limitado pelo próprio scanner (os ângulos máximos de digitalização variam de acordo com o modelo – verifique a folha de dados do scanner).
Passo 2 — Corrija a distância focal e verifique a distância de trabalho
- Escolha distâncias focais candidatas nas tabelas da Seção 2 eleia a distância de trabalho WD ao mesmo tempo— WD insuficiente provoca colisões na peça de trabalho e é mais frequentemente ignorado do que o tamanho do ponto.
Passo 3 — Fixe o material (sílica fundida vs vidro óptico)
- Comprimento de onda em 340–360 / 440–460 / 515–540 / 1030–1080 / 1900–2000 nm → série de sílica fundida;
- 532–1064 nm em potência convencional → série de vidro óptico;
- Pulso curto ou alta potência → prefira sílica fundida com revestimento de baixa absorção (números de peça "-26").
Passo 4 — Verifique o LIDT
- Combine a duração real do pulso e a densidade de potência com o LIDT (os valores de nanossegundos e femtossegundos diferem em duas ordens de grandeza - consulte a Seção 4);
- Oficialmente:o expansor de feixe real LIDT e a mudança de foco térmico dependem da configuração específica do sistema e dos parâmetros do laser; testes antes do uso são recomendados.
Passo 5 — Decida se você precisa de um expansor de feixe
- Para reduzir o tamanho do ponto → expandir o diâmetro do feixe de entrada (usar um expansor para se aproximar da abertura de entrada projetada da lente de campo produz o menor ponto);
- Para ajustar a posição do foco/distância focal traseira → altere a divergência de entrada com um expansor;
- Para reduzir em vez de expandir → oficialmente, os expansores LINOS podem ser usados ao contrário como redutores de feixe.
Passo 6 — Corrigir interfaces, predefinições e consumíveis
- Para versões motorizadas, confirme o sufixo da interface (−20 / −21 / −22) e se é necessária a comutação automática de 10 pré-seleções;
- Verifique a rosca da lente de campo (M85×1, com modelos individuais em M76×1 / M110×1) e o diâmetro de montagem do expansor (Ø37,6 −0,1 mm);
- Encomende vidro protetor correspondente na mesma compra.
8. Armadilhas de campo
- Armadilha 1: Olhar apenas para o campo de digitalização, não para a distância de trabalho.Uma distância focal longa proporciona uma área grande, mas também um WD longo (por exemplo, distância focal de 420 mm → WD 510,9 mm). Se a estrutura da máquina não puder acomodá-lo, descarte-o na primeira etapa.
- Armadilha 2: Seleção de óptica em LIDT de nanossegundos para um processo de femtosegundo.Dados oficiais: lentes de campo de sílica fundida mostram 40 J/cm² a 12 ns, mas apenas 0,9 J/cm² a 291 fs. A seleção contra o valor de nanossegundos leva a danos em cascata em pouco tempo.
- Armadilha 3: Confundir "abertura mecânica" com "abertura óptica 1/e²".A saída mecânica máxima de um expansor de feixe é de 31 mm, enquanto um modelo específico pode ser de 25 mm ou 30,9 mm na definição 1/e²; calcular o ponto a partir de 31 mm dá a resposta errada.
- Armadilha 4: Esquecer que a abertura de entrada do expansor diminui com a ampliação.Aproximação oficial: diâmetro máximo do feixe de entrada = 31 mm ÷ ampliação. Selecionar uma ampliação alta sem verificar a abertura de entrada produz vinhetas ou recortes.
- Armadilha 5: Misturar óptica telecêntrica e não telecêntrica em um processo.As versões telecêntricas mantêm a circularidade do ponto e o ângulo de incidência constantes em todo o campo; versões não telecêntricas variam com a posição. Misturá-los em uma máquina produz qualidade inconsistente entre as estações.
- Armadilha 6: Ignorar o limite de inclinação do ângulo de entrada de 0,2°.Oficialmente, uma inclinação máxima do ângulo de entrada de 0,2° é permitida sem vinheta, e a inclinação da saída é amplificada pelo inverso da ampliação – portanto, quanto maior a ampliação, mais um caminho de feixe desleixado prejudica.
- Armadilha 7: Não estocar vidro protetor.O vidro protetor é um consumível substituível encomendado separadamente; acabar interrompe a linha.
9. Associação do produto: fornecimento de lentes de campo e expansores de feixe LINOS
A Fradwell fornece lentes de campo LINOS alemãs originais (F-Theta-Ronar) e expansores de feixe, com suporte de seleção por distância focal/comprimento de onda/campo de varredura, verificação de folha de dados e remessa mundial:
- Lentes de campo de baixa absorção de sílica fundida de 1030–1080 nm(70/100/118/163/167/251/255/270/340/420 mm): [espaço reservado para página do produto];
- Lentes de campo de sílica fundida UV de 340–360 nm(70/100/160/167/255 mm): [espaço reservado para página do produto];
- Expansores manuais de feixe de ampliação variável(1x-4x, 2x-8x, múltiplas bandas de comprimento de onda): [espaço reservado para página do produto];
- Expansores de feixe de ampliação variável motorizados(1x-4x, 2x-8x, 10 predefinições): [espaço reservado para página do produto];
- Expansores de feixe UV de baixa emissão de gases(1x-4x, semicondutor/wafer/display): [espaço reservado para página do produto];
- Vidro protetor correspondente (série PG): [espaço reservado para página do produto].
Para suporte de seleção, envie-nos: comprimento de onda do laser, potência média/pico e duração do pulso, campo de varredura alvo, diâmetro do ponto alvo, restrições de distância de trabalho e modelo de scanner com seu ângulo máximo de varredura.
10. Conclusão
Seleção de lente de campo LINOS e expansor de feixe em três frases:
- A distância focal é a única variável primária- fixa o campo de varredura, o tamanho do ponto e a distância de trabalho juntos, e bloqueá-lo bloqueia o relacionamento entre todos os três (fórmulas oficiais na Seção 1);
- O material e o revestimento seguem o comprimento de onda, a potência e a duração do pulso— sílica fundida para UV e pulsos curtos, revestimento de baixa absorção (números de peças que terminam em "-26") para trabalhos exigentes de 1030–1080 nm, com LIDT verificado em relação à duração real do pulso;
- O expansor de feixe é sua alavanca de precisão- a linha padrão oficial é a ampliação variável contínua (1x-4x / 2x-8x), utilizável para frente para expandir, para trá