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Lentille F-Thêta
◆ Les lentilles F-Theta, également connues sous le nom de lentilles à champ plat ou lentilles de scan, sont des lentilles spécialement conçues utilisées dans des applications nécessitant un contrôle précis de la lumière, telles que le marquage laser, la gravure et la découpe. Ces lentilles transforment le chemin du faisceau entrant en une ligne droite pour fournir une taille et une intensité de faisceau constantes sur l'ensemble du champ, minimisant ainsi les variations et les distorsions généralement associées aux lentilles de mise au point standard.
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Hibo (Liaocheng High-tech Zone) Trading Co., Ltd
Haibo Laser est situé à Liaocheng, une ville d'eau dans le Jiangbei connue sous le nom de "Venise du Nord de la Chine". C'est une entreprise de haute technologie spécialisée dans l'application de la technologie laser, la personnalisation, la vente et le service d'équipements laser. Nous nous engageons à la production et à la recherche et développement de produits laser, et avons obtenu plus de 20 brevets d'invention.
Pourquoi Nous Choisir
● Expérience Riche
Hibo Laser est une entreprise de haute technologie qui se concentre sur la technologie laser. Nous sommes spécialisés dans la personnalisation, la vente et le service d'équipements laser. Notre engagement envers la recherche et le développement a conduit à la création de plus de 20 inventions brevetées dans le domaine des produits laser.
● Nos Produits
Nous proposons une gamme de produits, y compris des machines de gravure, de découpe, de marquage et de soudage laser.
● Applications
Nos produits sont largement utilisés dans diverses industries telles que l'habillement et le cuir, la broderie de marque, l'art publicitaire, l'artisanat, le plexiglas, la fabrication de modèles, l'emballage et l'impression, les appareils électroniques, les instruments de matériel.
● Nos Services
Nous fournissons des épreuves gratuites, des conseils et un débogage après livraison. Nous offrons également tous les accessoires de machine nécessaires, garantissant que vous n'avez pas à vous soucier du support après-vente. Nous vous invitons à visiter notre usine.
Qu'est-ce qu'une lentille F-Theta
Les lentilles F-Theta, également connues sous le nom de lentilles à champ plat ou lentilles de scan, sont des lentilles spécialement conçues utilisées dans des applications nécessitant un contrôle précis de la lumière, telles que le marquage au laser, la gravure et la découpe. Ces lentilles transforment le chemin du faisceau entrant en une ligne droite pour fournir une taille et une intensité de faisceau constantes sur l'ensemble du champ, minimisant ainsi les variations et les distorsions généralement associées aux lentilles de mise au point standard.
Avantages de la lentille F-Theta
● Maintenir une longueur focale constante
L'un des principaux avantages de la lentille F-theta est sa capacité à maintenir une longueur focale constante sur un champ plat. Cela signifie que peu importe où le faisceau laser est dirigé dans la zone de scan, le point focal restera constant, garantissant uniformité et précision dans le traitement des matériaux. Cela est crucial pour les applications nécessitant des niveaux élevés de précision, tels que la micro-usinage et la production de circuits imprimés.
● La polyvalence
Les lentilles F-thêta ont également une grande profondeur de champ, ce qui permet de traiter des matériaux avec des surfaces inégales ou des épaisseurs variables. Cette polyvalence les rend adaptées à une large gamme de matériaux, y compris les métaux, les plastiques, les céramiques et les composites. De plus, la conception des lentilles F-thêta minimise la distorsion et les aberrations, ce qui donne des images claires et nettes sans artefacts indésirables.
● Précision et exactitude
Le faible taux de distorsion des lentilles F-thêta et leur haute clarté d'image garantissent que même les détails les plus complexes sont capturés avec précision, ce qui est essentiel pour des tâches de haute précision. Sa taille compacte et ses spécifications standardisées, telles que la longueur focale arrière, facilitent l'intégration transparente dans les systèmes optiques existants, réduisant les temps d'arrêt et améliorant la productivité.
● Sécurité et convivialité
La lentille F-thêta, avec sa grande distance de travail et son design robuste, garantit un fonctionnement sûr et efficace, en particulier dans les systèmes automatisés et les environnements où la sécurité est critique. La large gamme de longueurs d'onde de la lentille F-thêta et son design compact la rendent hautement adaptable à diverses applications industrielles, médicales et scientifiques, prenant en charge différents types de lasers et de matériaux.
Principe de fonctionnement
Le principe de base des lentilles F-Theta réside dans leur conception et leur fonction uniques. Dans un système de lentilles typique, tel qu'une lentille sphérique, la lentille concentre la lumière sur une surface courbe en raison de sa courbure inhérente. La lumière entrant à des angles plus grands par rapport à l'axe optique est mise au point à une distance plus courte que la lumière voyageant le long ou près de l'axe optique, créant ainsi un champ focal courbe au lieu d'un plan plat. Cette propriété inhérente d'un système de lentilles simple est connue sous le nom d'aberration de courbure de champ, ou courbure de champ de Petzval. Cependant, les lentilles F-Theta sont conçues de manière à ce que la distance focale soit une fonction linéaire de l'angle de champ (θ), garantissant un champ plat ou plan. Le terme "F-Theta" provient de cette relation, où "F" représente la distance focale et "θ" représente l'angle de champ. Mathématiquement, la relation est la suivante :
F (t) = f * θ
Où f est la distance focale de la lentille sur l'axe optique, θ est l'angle d'incidence, et F(θ) est la distance focale à un angle spécifique θ.
Lentille F-Thêta
● Lunettes optiques vs. Lentille F-Theta en silice fondue
Les lasers à impulsions courtes et les lasers à impulsions ultra-courtes, mais aussi les lasers à haute puissance moyenne, posent un défi exceptionnel pour les lentilles. Les caractéristiques des verres optiques réguliers influencent fortement le traitement. Par exemple, les effets thermiques modifient à la fois la forme du faisceau et la distance de travail. À ce stade, la silice fondue présente son avantage crucial par une sensibilité plus faible aux effets thermiques par rapport aux verres optiques et est donc fortement recommandée pour une utilisation avec les sources laser mentionnées ci-dessus.
● Lentille F-Theta télécentrique
Les lentilles f-thêta télécentriques subissent des considérations de conception spéciales pour garantir que l'ouverture d'entrée est au point focal avant du système de lentilles, ce qui entraîne que les rayons principaux du faisceau focalisé sont perpendiculaires au plan focal à tout angle de champ de vision. Cette télécentricité est vitale dans les applications où des mesures précises sont effectuées, car elle empêche les variations de grossissement lorsque les objets entrent et sortent du champ de vision.
Pourquoi les lentilles F-thêta sont-elles importantes dans les applications laser ?
● Mise au point uniforme
Dans les systèmes laser, maintenir une mise au point cohérente sur l'ensemble de la zone de numérisation est essentiel pour des résultats précis et exacts. Les lentilles f-thêta sont conçues spécifiquement pour fournir un champ de mise au point plat, garantissant que le faisceau laser reste uniforme tout au long du processus de numérisation.
● Vitesse et efficacité
Les lentilles F-thêta permettent des vitesses de balayage rapides sans sacrifier la précision. Leur conception permet une déviation rapide du faisceau tout en maintenant une mise au point précise, ce qui les rend idéales pour des applications de traitement laser à grande vitesse telles que le marquage, la gravure et la découpe.
● Correction des aberrations
Ces lentilles sont optimisées pour minimiser les aberrations optiques telles que la distorsion et l'aberration sphérique, qui peuvent autrement dégrader la qualité du faisceau laser. Cette capacité de correction est essentielle pour obtenir une imagerie laser haute résolution et sans distorsion.
● Compatibilité avec les systèmes de balayage
Les lentilles F-thêta sont spécialement conçues pour fonctionner de manière transparente avec les systèmes de balayage laser. Elles sont conçues pour compenser la dépendance angulaire du faisceau de balayage, garantissant que le laser reste focalisé même lorsqu'il se déplace à travers la zone de balayage.
Application de la lentille F-thêta
● Marquage laser
L'une des applications les plus courantes des lentilles F-thêta est le marquage au laser. En utilisant un faisceau laser focalisé pour enlever du matériau ou changer sa couleur, les fabricants peuvent créer des marques permanentes sur une variété de produits, tels que des composants électroniques, des dispositifs médicaux et des pièces automobiles. Les lentilles F-thêta garantissent que ces marques sont précises et cohérentes, même sur des surfaces courbes ou irrégulières.
● Gravure au laser
Les lentilles F-thêta sont également largement utilisées dans la gravure au laser, qui consiste à enlever du matériau pour créer des designs ou des motifs complexes. Ce processus est couramment utilisé dans la production de panneaux, de bijoux et d'articles promotionnels. Le champ de focalisation plat fourni par les lentilles F-thêta permet une gravure détaillée avec une distorsion ou un flou minimal, ce qui donne des produits finis de haute qualité.
● Découpe Laser
Une autre application importante de l'objectif F-thêta est la découpe au laser, où un faisceau laser focalisé est utilisé pour couper précisément des matériaux tels que le métal, l'acrylique et le cuir. Les objectifs F-thêta garantissent que le faisceau laser reste net et précis tout au long du processus de découpe, ce qui permet d'obtenir des coupes nettes et précises avec des zones affectées par la chaleur minimales.
● Impression 3D
L'objectif f-thêta est utilisé dans les applications d'impression 3D pour solidifier sélectivement des couches de résine photopolymère ou d'autres matériaux, permettant ainsi la création d'objets 3D complexes et détaillés. Cet objectif est essentiel pour obtenir un durcissement précis et uniforme du matériau d'impression, garantissant des objets imprimés de haute qualité et avec précision.
● Fabrication de PCB
La lentille f-thêta est essentielle pour maintenir une taille et une forme de trou cohérentes sur l'ensemble du PCB, garantissant des connexions fiables et des performances optimales des composants électroniques. Cette lentille est particulièrement utile pour percer de petits vias et microvias dans les conceptions modernes de PCB, où la précision et l'exactitude sont critiques.
Paramètres clés d'une lentille F-thêta et d'un système de numérisation
Lors de la conception d'une lentille F-thêta pour votre application, les paramètres clés à garder à l'esprit sont la longueur d'onde de fonctionnement, la taille du spot et le diamètre du champ de numérisation (SFD). La longueur d'onde de fonctionnement est la longueur d'onde du laser avec lequel vous allez travailler. La taille du spot fait référence à la largeur du faisceau laser. Le diamètre du champ de numérisation SFD ou la longueur de numérisation d'une lentille F-thêta est défini comme la longueur diagonale du carré dans lequel le faisceau peut être focalisé par la lentille.
Une autre caractéristique importante d'un système de numérisation est l'angle de numérisation de sortie ou OSA. C'est l'angle entre la normale du plan d'image et le faisceau laser de sortie (le faisceau après avoir traversé l'objectif de numérisation). Pour un objectif télécentrique, l'OSA sera toujours nul ; sinon, il variera légèrement à travers le champ d'image.
D'autres paramètres essentiels incluent la distance de travail, qui fait référence à la distance entre le boîtier de l'objectif et le point de mise au point paraxial, et la courbure de champ, qui est la déviation par rapport à un plan d'image plat. Même si les objectifs F-thêta sont conçus pour réduire la courbure de champ, certaines distorsions et courbures existeront toujours. Par exemple, placer le point de courbure nulle au milieu de la plage de numérisation peut aider à minimiser l'impact. De plus, la performance limitée par diffraction peut être une considération critique, garantissant une perte minimale de qualité de faisceau. En vous concentrant sur ces éléments, vous pouvez optimiser votre objectif F-thêta pour la précision et l'exactitude de votre système.
Ce qu'il faut considérer lors du choix de l'objectif F-Theta
● Considérations sur les matériaux
Le choix du matériau de l'objectif est essentiel pour atteindre les propriétés optiques souhaitées. La silice fondue et le ZnSe sont des matériaux courants pour les objectifs f-théta. La silice fondue offre une excellente transmission dans la plage UV et est adaptée à des applications telles que le traitement des semi-conducteurs. Le ZnSe, en revanche, est avantageux pour les applications dans l'infrarouge moyen. Comprendre la plage de longueurs d'onde de votre système laser est crucial, garantissant que le matériau sélectionné offre des performances optimales.
● Revêtements et durabilité
Les revêtements jouent un rôle crucial dans l'amélioration de l'efficacité de transmission et la réduction des réflexions. Les revêtements anti-reflets adaptés à la longueur d'onde du laser améliorent les performances globales du système. De plus, les revêtements protecteurs peuvent améliorer la durabilité, protégeant l'objectif contre les facteurs environnementaux et les contaminants. Évaluez les revêtements proposés par les fabricants pour les aligner avec les exigences spécifiques de votre application.
● Compatibilité avec les systèmes laser
Prenez en compte les spécifications du système laser, telles que le diamètre du faisceau et les niveaux de puissance, pour garantir la compatibilité avec l'objectif f-thêta. L'objectif doit être capable de gérer la densité de puissance et les caractéristiques du faisceau de votre source laser. Vérifiez si l'objectif est conçu pour des applications laser à onde continue (CW) ou à impulsions, car des exigences différentes peuvent dicter des conceptions d'objectif distinctes.
● Longueur focale et taille du point
La longueur focale de l'objectif f-thêta détermine la taille du point focalisé sur la cible. Évaluez la distance de travail et les exigences de taille de point pour votre application. Il est essentiel de trouver un équilibre entre la taille de point souhaitée et la distance de travail pour obtenir des résultats optimaux.
● Taille du champ
Prenez en compte la taille de champ requise pour votre application. Différents objectifs f-thêta peuvent offrir des tailles de champ variées, et le choix de l'objectif approprié garantit que votre faisceau laser couvre toute la zone de balayage sans distorsion.
● Longueur d'onde de l'objectif f-thêta
La longueur d'onde de l'objectif f theta est déterminée par le système de marquage laser. La longueur d'onde du laser à fibre est de 1064nm, la longueur d'onde du laser CO2 est de 10.6μm, la longueur d'onde du laser vert est de 532nm, et la longueur d'onde du laser ultraviolet est de 355nm. Nous devons sélectionner le miroir de champ correspondant pour le laser correspondant.
Comment remplacer l'objectif F-Theta et quels réglages effectuer après le remplacement ?
Pour remplacer l'objectif F-theta sur une machine de marquage laser à fibre, vous devrez suivre ces étapes :
Éteignez le laser et débranchez-le de la source d'alimentation. C'est une précaution de sécurité importante pour éviter le risque de choc électrique. Retirez l'ancien objectif de la tête laser. Cela peut nécessiter l'utilisation d'outils ou d'équipements spéciaux, en fonction du modèle spécifique de votre laser. Consultez les instructions du fabricant ou un technicien qualifié pour obtenir de l'aide si vous n'êtes pas familier avec le processus.
Installez la nouvelle lentille dans la tête laser, en vous assurant qu'elle est bien en place et correctement alignée. Allumez le laser et vérifiez la mise au point. Ajustez la mise au point si nécessaire pour vous assurer que le faisceau laser est correctement focalisé et produit la qualité de marquage souhaitée.
Après avoir remplacé la lentille F-thêta, vous devrez peut-être également ajuster d'autres paramètres sur le laser pour garantir des performances optimales. Cela peut inclure :
1. le nombre de personnes Puissance laser: la puissance laser peut devoir être ajustée pour compenser les différences de transmission ou de mise au point de la nouvelle lentille.
2. Le dépôt de la demande. Longueur d'onde: Si la nouvelle lentille est conçue pour une gamme de longueurs d'onde différente, vous devrez peut-être ajuster la longueur d'onde du laser pour qu'elle corresponde.
3. Le retour de la guerre L'ouverture numérique (NA): la valeur NA de la nouvelle lentille peut être différente de celle de l'ancienne lentille, ce qui peut affecter la taille du point de mise au point et la profondeur de champ. Vous devrez peut-être ajuster la mise au point et d'autres réglages pour compenser ces différences.
4. Le dépôt de la demande. Couche: le couche de la nouvelle lentille peut avoir des caractéristiques de transmission ou de réflexion différentes, ce qui peut affecter les performances du laser. Vous devrez peut-être ajuster les paramètres pour assurer une performance optimale.
Comment nettoyer une lentille F-Theta
Éteignez le laser et débranchez-le de la source d'alimentation. C'est une précaution de sécurité importante pour éviter le risque de choc électrique. Retirez la lentille de la tête du laser. Cela peut nécessiter l'utilisation d'outils ou d'équipements spéciaux, en fonction du modèle spécifique de votre laser. Consultez les instructions du fabricant ou un technicien qualifié pour obtenir de l'aide si vous n'êtes pas familier avec le processus.
Utilisez une solution de nettoyage pour lentille f-theta spécifiquement conçue pour une utilisation avec des instruments optiques. Ces solutions sont généralement formulées pour éliminer la saleté, la poussière et d'autres contaminants sans endommager la lentille. Appliquez une petite quantité de solution de nettoyage sur un chiffon doux et sans peluches et essuyez délicatement la lentille en effectuant un mouvement circulaire.
Rincez la lentille avec de l'eau distillée pour éliminer tout résidu de solution de nettoyage. L'eau distillée est préférée car elle est exempte d'impuretés qui pourraient potentiellement laisser des traces ou des résidus sur la lentille. Séchez la lentille f-thêta avec un chiffon propre et sans peluches. Assurez-vous d'éliminer toutes les gouttes d'eau de la surface de la lentille pour éviter la formation de taches d'eau.
Il est important de manipuler la lentille f-thêta avec soin pour éviter de la rayer ou de l'endommager. N'utilisez pas de produits de nettoyage agressifs ou de matériaux abrasifs, car cela peut causer des dommages permanents à la lentille. Si la lentille f-thêta est particulièrement sale ou a été endommagée, elle peut devoir être remplacée.
FAQ
Q : Que fait la lentille F-thêta ?
R : Les lentilles F-thêta, conçues pour la précision dans les systèmes laser, offrent un champ plat qui garantit des tailles de spots cohérentes et une précision inégalée dans des applications allant du LIDAR à la microscopie laser à balayage et à la tomographie par cohérence optique.
Q : Quelle est la différence entre la lentille F-thêta et la lentille F tan theta ?
A : La méthode F-Tan (Theta) utilise la fonction tangente pour relier l'angle à la taille de l'objet et à la magnification. Alors que la méthode F(Theta) se concentre sur la position angulaire du point d'image par rapport au centre. Les deux méthodes nécessitent la longueur focale (F) et le champ de vision diagonal (degrés).
Q : Comment nettoyer une lentille F-theta ?
A : En utilisant du papier pour lentilles sans peluches et de l'isopropanol, nettoyez les couvercles de lentilles protecteurs dans la station de processus en effectuant un mouvement en spirale en partant du centre du verre. Assurez-vous qu'il n'y a pas de résidu de poudre sur aucune des lentilles. Ne pas utiliser le même chiffon qui a été utilisé pour nettoyer l'anneau protecteur, préparez-en un nouveau !
Q : Quel matériau est utilisé dans les lentilles F-theta ?
A : La silice fondue et le ZnSe sont des matériaux courants pour les lentilles f-theta. La silice fondue offre une excellente transmission dans la gamme UV et est adaptée à des applications comme le traitement des semi-conducteurs. Le ZnSe, en revanche, est avantageux pour les applications dans l'infrarouge moyen.
Q : Comment fonctionne la lentille F-theta ?
A : L'utilisation de lentilles f-thêta fournit une surface de mise au point plane et une taille de spot presque constante sur l'ensemble du plan d'image XY ou du champ de scan. La position du spot sur le plan d'image est directement proportionnelle à l'angle de scan.
Q : Quelles sont les longueurs focales courantes pour les lentilles F-thêta ?
A : Les lentilles F-thêta se composent d'un design à 2 ou 3 éléments espacés par l'air et sont disponibles avec l'une des trois longueurs focales : 100 mm, 160 mm ou 254 mm. Les éléments sont revêtus d'un revêtement AR à haute efficacité pour un laser Nd:YAG de 1064 nm et pour un laser d'alignement visible.
Q : Comment une lentille F-thêta se compare-t-elle à une lentille de mise au point standard ?
A : Les lentilles standard focalisent le faisceau laser sur une surface sphérique, contrairement à un champ idéal plat ou plan. L'utilisation de lentilles f-thêta fournit une surface de mise au point plane et une taille de spot presque constante sur l'ensemble du plan d'image XY ou du champ de scan.
Q : Quel est le rôle du revêtement sur une lentille F-thêta ?
A : Les revêtements anti-reflets sont appliqués aux lentilles F-thêta pour améliorer leur efficacité de transmission et les protéger des dommages en réduisant les réflexions et les pertes d'énergie.
Q : Les lentilles F-thêta peuvent-elles être utilisées pour la numérisation 3D ?
A : Oui, les lentilles F-thêta sont souvent utilisées dans les applications de numérisation 3D en raison de leur capacité à produire des scans linéaires précis sur une grande surface, ce qui est essentiel pour la modélisation 3D détaillée.
Q: Quelle est la différence entre une lentille F-théta et une lentille télécentrique?
A : Une lentille F-thêta crée un champ de focalisation plat avec un scan linéaire, tandis qu'une lentille télécentrique maintient le faisceau laser perpendiculaire à la cible sur l'ensemble du champ de scan, réduisant la distorsion mais souvent à un coût plus élevé.
Q : Quelles longueurs d'onde sont compatibles avec les lentilles F-thêta ?
A : Les lentilles F-thêta sont conçues pour des longueurs d'onde laser spécifiques, telles que 355 nm (lasers UV), 532 nm (lasers verts), 1064 nm (lasers infrarouges) et 10,6 µm (lasers CO2). Le choix de la lentille correcte dépend de la longueur d'onde du laser.
Q : Quelle est la zone de scan d'une lentille F-thêta ?
A : La zone de scan, ou champ de vision, dépend de la conception de la lentille et de la longueur focale. Les zones de scan couramment utilisées varient de quelques millimètres à plusieurs centaines de millimètres.
Q : Comment la longueur focale affecte-t-elle les performances de la lentille F-thêta ?
A : Une longueur focale plus courte offre une zone de scan plus petite avec une résolution plus élevée, tandis qu'une longueur focale plus longue permet une zone de scan plus grande mais peut réduire la précision du point laser.
Q : Comment choisir la bonne lentille F-thêta pour un système laser ?
A : Pour sélectionner une lentille F-thêta, les principaux paramètres techniques à considérer sont la longueur d'onde de travail du laser, la pupille d'incidence, la plage de scan et le diamètre du point focalisé. Longueur d'onde de travail : dépend principalement de la longueur d'onde du laser, la lentille est revêtue à la longueur d'onde laser donnée.
Q : Quelle est la durée de vie typique d'une lentille F-thêta ?
A : Avec un entretien et une utilisation appropriés, les lentilles F-thêta peuvent durer plusieurs années. Cependant, des facteurs tels que la puissance du laser, les conditions environnementales et la contamination peuvent affecter leur longévité.
Q : Les lentilles F-thêta peuvent-elles être utilisées avec différents types de lasers ?
A : Oui, tant que la lentille est conçue pour la longueur d'onde et la puissance spécifiques du laser, elle peut être utilisée avec différents types, y compris les lasers à fibre, les lasers CO2 et les lasers à diode.
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