Линзы полевого поля LINOS F-Theta-Ronar и расширители луча 2026: как выбрать фокусную длину и сопоставить расширители со сканером

Два зеркала сканера отклоняют луч напостоянная угловая скорость. Сфокусируйте этот луч с помощью простой сферической линзы, и лазерные пятна приземлятся «плотно в центре, разрежены по краям» — чем больше рабочая область, тем больше отклонение в линейной скорости края и плотности энергии.

Полевая линза f-Theta обеспечивает линейное положение сфокусированного пятна в зависимости от угла сканирования.(отношения «f-тета»), преобразуя постоянную угловую скорость сканера впостоянная линейная скорость на заготовке, поэтому размер пятна и плотность энергии остаются одинаковыми по всему полю сканирования.

Два официальных отношения расчета(источник: официальная брошюра LINOS, раздел «Основные расчеты»):

• Диаметр пятна: Диаметр пятна = 1,83 × λ × FL / Диаметр луча
  • где 1,83 — коэффициент аподизации, λ — длина волны, FL — фокусное расстояние (мм), а Beam-Ø — диаметр входного луча (мм).
• Длина сканирования: 2y = FL × 2Θy × π/180,2x = FL × 2Θx × π/180
  • где FL — фокусное расстояние (мм), а Θx, Θy — углы сканирования (°).

Официальное описание телецентрических версий:максимальное поле сканирования не превышает апертуру объектива, ноокруглость пятна и угол падения остаются постоянными по всему полю сканирования.

Согласно официальным техническим пояснениям:

• Низкоабсорбирующее покрытие:оптика из плавленого кварца в400–1080 нмпоставляется с низкопоглощающим покрытием производителя в стандартной комплектации —
  • поглощение≤ 20 ppm при 1064 нм(обычно лучше, чем 10 ppm)
  • поглощение≤ 30 ppm при 532 нм(обычно лучше, чем 15 ppm)
  • Правило идентификации: линзы из плавленого кварца, номер детали которых заканчивается на «-26», имеют это покрытие.
• Процессы нанесения покрытийпокрытие UV/VIS/NIR, от обычного осаждения доионно-лучевое распыление;
• Покрытия с оптимизированным угломиспользуются для достижения превосходных иуниформапередача по всему полю сканирования;
• Тестирование порога повреждения:все покрытия измеряются поDIN EN ISO 11254-2с использованием многоимпульсного (S-on-1) метода;
• Тепловой сдвиг фокусаСогласно официальной документации, этому противодействуют использованием материалов с более низким поглощением (специально отобранный высококачественный кварцевый кварц) и покрытий с низким поглощением, контролируемых партия за партией с помощью собственного оборудования для измерения поглощения, установленного производителем.

Почему это важно:Значения короткоимпульсного (фемтосекундного/пикосекундного) ЛИДТ отличаются от наносекундных значений на два порядка (0,9 Дж/см² против 40 Дж/см²).Выбор оптики с учетом наносекундного порога для фемтосекундного процесса является классическим источником каскадного повреждения.

Согласно официальному описанию, расширители лучаоптические системы формирования лучадля лазерной обработки материалов:

• Ониодновременно изменять диаметр и расходимость луча, оптимизациядиаметр фокусного пятна, положение фокуса и характеристики распространения луча;
• Изменяя расходимость входного луча, они могутрегулировка заднего фокусного расстояния полевых объективов F-Theta-Ronar / Focus-Ronar;
• Все расширители луча LINOS можно использовать наоборот в качестве редукторов луча.;
• Официальная документация прямо рекомендует сочетать их сПолевые линзы LINOS F-Theta-Ronar.

Общие механические параметры (официальная брошюра):

• Максимальный механический диаметр выходного луча:31 мм
• Максимальная длина:165,5 мм(включая поездки для коррекции расхождений)
• Максимальный внешний диаметр:Ø 42,0 мм; монтажный диаметрØ 37,6 −0,1 мм(базовая грань A)
• Максимально допустимый перекос входного угла:0,2° (без виньетирования); Наклон выходного луча усиливается за счетобратное увеличение
• Официальное приближение:максимальный диаметр входного луча = 31 мм ÷ увеличение(более высокое увеличение позволяет уменьшить входную апертуру)

• Непрерывная переменная1x…4xи2x…8x; диапазоны длин волн340–360 нм / 515–540 нм / 1030–1080 нм;полностью конструкция из плавленого кварца;
• Максимальный диаметр входного лучадо 8 мм;механическая максимальная мощность 31 мм;
• 10 независимых пресетов(увеличение и расхождение); официально заявлено, чтобы позволитьавтоматическое переключение увеличения, которое сокращает время настройки машиныпокасохранение класса лазерной безопасности при регулировке;
• Интерфейсы:SubD9/RS232, USB 2.0, Phoenix Contact/RS232; правило суффикса номера детали−20 = SubD9/RS232, −21 = Phoenix Contact/RS232, −22 = USB 2.0;
• Скорость передачи данных 9600 бит/с; поставлять7–12 В(7–24 В для интерфейса Phoenix Contact); Соответствует CE/RoHS;ИП 20; Программное обеспечение для управления Windows (Win10).

Примеры отдельных технических характеристик (для проверки деталей выбора):

Официальное позиционирование:первый серийный стандартный расширитель УФ-луча с низким выделением газов, с корпусом из нержавеющей стали и оптикой из плавленого кварца, предназначенной дляполупроводники, обработка пластин и электронный дисплейотрасли. В официальном пресс-релизе (11 апреля 2024 г.) он был представлен вместе слинза F-Theta Ronar с низким выделением газа (340–360 нм).

Официально и полевые линзы, и расширители луча используютсменное защитное стекло из кварцевого стекла, а защитное стекло, установленное на стороне выхода, защищает узел отIP6Xстандарты пыли. Защитное стекло заказывается отдельно, например:

Шаг 1. Определите рабочую зону и требования к месту.

• Работайте в обратном порядке с официальными формулами:Диаметр пятна = 1,83 × λ × FL / Диаметр лучаи2y = FL × 2Θy × π/180;
• Помните, что угол сканирования ограничен самим сканером (максимальные углы сканирования различаются в зависимости от модели — проверьте техническое описание сканера).

Шаг 2. Исправьте фокусное расстояние и проверьте рабочее расстояние.

• Выберите возможные фокусные расстояния из таблиц в разделе 2 иодновременно считывайте рабочее расстояние WD— недостаточный WD приводит к врезанию в заготовку, и на него чаще обращают внимание, чем на размер пятна.

Шаг 3. Закрепите материал (плавленый кварц или оптическое стекло)

• Длина волны в диапазоне 340–360/440–460/515–540/1030–1080/1900–2000 нм → серия плавленого кварца;
• 532–1064 нм при обычной мощности → серия оптических стекол;
• Короткий импульс или высокая мощность → отдавайте предпочтение кварцевому сплаву с покрытием с низким поглощением (номер детали «-26»).

Шаг 4 — Проверьте LIDT

• Сопоставить фактическую длительность импульса и плотность мощности с LIDT (наносекундные и фемтосекундные значения отличаются на два порядка — см. раздел 4);
• Официально:фактический LIDT расширителя луча и тепловой сдвиг фокуса зависят от конкретной настройки системы и параметров лазера; рекомендуется тестирование перед использованием.

Шаг 5 — Решите, нужен ли вам расширитель луча

• Чтобы уменьшить размер пятна → увеличьте диаметр входного луча (с помощью расширителя, чтобы приблизиться к расчетной входной апертуре полевой линзы, можно получить наименьшее пятно);
• Для регулировки положения фокуса/заднего фокусного расстояния → измените входную расходимость с помощью экспандера;
• Чтобы уменьшить, а не расширить → официально, расширители LINOS можно использовать наоборот, как редукторы луча.

Шаг 6 — Исправьте интерфейсы, пресеты и расходники

• Для моторизованных версий подтвердите суффикс интерфейса (-20 / -21 / -22) и необходимость автоматического переключения с 10 предустановками;
• Проверьте резьбу полевой линзы (M85×1, в отдельных моделях – M76×1/M110×1) и установочный диаметр расширителя (Ø37,6 −0,1 мм);
• Закажите подходящее защитное стекло вместе с покупкой.

• Ошибка 1: Смотрим только на поле сканирования, а не на рабочее расстояние.Большое фокусное расстояние дает большую площадь, но также и большое WD (например, фокусное расстояние 420 мм → WD 510,9 мм). Если структура машины не может вместить это, исключите это на первом этапе.
• Ошибка 2: Выбор оптики на наносекундном LIDT для фемтосекундного процесса.Официальные данные: полевые линзы из плавленого кварца показывают 40 Дж/см² при 12 нс, но только 0,9 Дж/см² при 291 фс. Выбор против наносекундного значения приводит к каскадному повреждению в короткие сроки.
• Ошибка 3: путать «механическую апертуру» с «оптической апертурой 1/e²».Максимальная механическая выходная мощность расширителя луча составляет 31 мм, тогда как у конкретной модели может быть 25 мм или 30,9 мм при разрешении 1/e²; расчет пятна от 31 мм дает неправильный ответ.
• Ошибка 4: Забываем, что входная апертура экспандера сужается при увеличении.Официальное приближение: максимальный диаметр входного луча = 31 мм ÷ увеличение. Выбор большого увеличения без проверки входной апертуры приводит к виньетированию или клиппированию.
• Ошибка 5: Смешение телецентрической и нетелецентрической оптики в одном процессе.Телецентрические версии сохраняют постоянную округлость пятна и угол падения по всему полю; нетелецентрические версии различаются в зависимости от положения. Смешивание их на одной машине приводит к нестабильному качеству между станциями.
• Ошибка 6: игнорирование ограничения угла отклонения входного сигнала в 0,2°.Официально допускается максимальное смещение входного угла в 0,2° без виньетирования, а выходной наклон усиливается за счет обратной величины увеличения — поэтому чем выше увеличение, тем больше вредит неаккуратный путь луча.
• Ошибка 7: Отсутствие защитного стекла.Защитное стекло – сменный расходный материал, заказываемый отдельно; исчерпание останавливает линию.

9. Взаимодействие с продуктом: закупка полевых линз и расширителей луча LINOS

Fradwell поставляет оригинальные немецкие полевые линзы LINOS (F-Theta-Ronar) и расширители луча с поддержкой выбора по фокусному расстоянию/длине волны/полю сканирования, проверке технических характеристик и доставке по всему миру:

• Полевые линзы из плавленого кварца с низким поглощением 1030–1080 нм(70/100/118/163/167/251/255/270/340/420 мм): [заполнитель страницы продукта];
• Линзы из кварцевого стекла с длиной волны 340–360 нм(70/100/160/167/255 мм): [заполнитель страницы продукта];
• Ручные расширители луча с регулируемым увеличением(1x-4x, 2x-8x, несколько диапазонов длин волн): [заполнитель страницы продукта];
• Моторизованные расширители луча с переменным увеличением(1x-4x, 2x-8x, 10 предустановок): [заполнитель страницы продукта];
• Расширители УФ-лучей с низким выделением газов(1x-4x, полупроводник/пластина/дисплей): [заполнитель страницы продукта];
• Матированное защитное стекло (серия PG): [заполнитель страницы продукта].