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F-θレンズ
◆ F-Thetaレンズは、フラットフィールドレンズまたはスキャンレンズとも呼ばれ、レーザーマーキング、彫刻、切断など、光の精密な制御が必要なアプリケーションで使用される特別に設計されたレンズです。これらのレンズは、入射ビームの経路を直線に変換し、全体のフィールドにわたって一貫したビームサイズと強度を提供し、標準的な焦点レンズに通常関連する変動や歪みを最小限に抑えます。
- 概要
- 関連製品
ヒボ（聊城市ハイテクゾーン）貿易有限公司
ハイボレーザーは、北中国の「ベニス」として知られる水の都、聊城に位置しています。レーザー技術の応用、カスタマイズ、レーザー機器の販売とサービスを専門とするハイテク企業です。私たちはレーザー製品の生産と研究開発に取り組んでおり、20以上の発明特許を取得しています。
なぜ私たちを選ぶのか
● 豊富な経験
ハイボレーザーは、レーザー技術に特化したハイテク企業です。レーザー機器のカスタマイズ、販売、サービスを専門としています。研究開発への取り組みにより、レーザー製品の分野で20以上の特許発明を生み出しました。
● 当社の製品
レーザー彫刻、切断、マーキング、溶接機など、さまざまな製品を提供しています。
● 応用
私たちの製品は、衣料品や革、商標刺繍、広告アート、工芸品、アクリル板、モデル製造、包装および印刷、電子機器、ハードウェア機器など、さまざまな業界で広く使用されています。
● 私たちのサービス
私たちは、納品後の無料の校正、ガイダンス、デバッグを提供します。また、必要なすべての機械アクセサリーを提供し、アフターサポートについて心配する必要がないようにしています。ぜひ私たちの工場にお越しください。
F-Thetaレンズとは
F-Thetaレンズは、フラットフィールドレンズまたはスキャンレンズとも呼ばれ、レーザーマーキング、彫刻、切断など、光の精密な制御が必要なアプリケーションに使用される特別に設計されたレンズです。これらのレンズは、入射ビームの経路を直線に変換し、全体のフィールドにわたって一貫したビームサイズと強度を提供し、標準的な焦点レンズに通常関連する変動や歪みを最小限に抑えます。
F-Thetaレンズの利点
● 一定の焦点距離を維持
F-シータレンズの主な利点の一つは、平坦なフィールド上で一定の焦点距離を維持できる能力です。これは、レーザービームがスキャンエリア内のどこに向けられても、焦点が一貫していることを意味し、材料の処理において均一性と精度を確保します。これは、マイクロ加工やPCB製造など、高い精度が求められるアプリケーションにとって重要です。
● 柔軟性
F-シータレンズはまた、大きな焦点深度を持っており、不均一な表面や異なる厚さの材料を処理することができます。この多様性により、金属、プラスチック、セラミック、複合材料など、幅広い材料に適しています。さらに、F-シータレンズの設計は歪みや収差を最小限に抑え、不要なアーティファクトなしで明確でシャープな画像を実現します。
● 精度と正確性
F-シータレンズの低歪み率と高い画像の明瞭さは、最も複雑な詳細さえも正確に捉えることを保証し、高精度の作業に不可欠です。そのコンパクトなサイズと、バックフォーカルレングスなどの標準化された仕様は、既存の光学システムへのシームレスな統合を促進し、ダウンタイムを削減し、生産性を向上させます。
● 安全性と使いやすさ
F-シータレンズの十分な作業距離と堅牢な設計は、安全で効率的な操作を保証し、特に自動化システムや安全が重要な環境での使用に適しています。F-シータレンズの広い波長範囲とコンパクトな設計は、さまざまな産業、医療、科学的応用に非常に適応性が高く、異なるレーザータイプや材料をサポートします。
操作の原則
F-Thetaレンズの基本原理は、その独自の設計と機能にあります。球面レンズのような典型的なレンズシステムでは、レンズはその固有の曲率により光を曲面に焦点を合わせます。光軸からの角度が大きい光は、光軸に沿ってまたはその近くを通る光よりも短い距離で焦点を結ぶため、平面ではなく曲がった焦点場を作り出します。この単純なレンズシステムの固有の特性は、フィールド曲率収差、またはペッツバールフィールド曲率として知られています。しかし、F-Thetaレンズは、焦点距離がフィールド角（θ）の線形関数となるように設計されており、平坦または平面のフィールドを確保しています。「F-Theta」という用語は、この関係から来ており、「F」は焦点距離を、「θ」はフィールド角を表しています。数学的には、この関係は次のようになります：
F (t) = f (t)
ここで、fは光軸におけるレンズの焦点距離、θは入射角、F(θ)は特定の角度θにおける焦点距離です。
F-θレンズ
● 光学ガラス対フューズドシリカF-シータレンズ
短パルスレーザーや超短パルスレーザー、さらには高平均出力のレーザーは、レンズにとって特別な課題をもたらします。加工は通常の光学ガラスの特性に強く影響されます。たとえば、熱効果はビームの形状と作業距離の両方を変化させます。この時点で、フューズドシリカは光学ガラスに比べて熱効果に対する感度が低いため、その重要な利点を示し、上記のレーザーソースとの使用に強く推奨されます。
● テレセントリシティF-シータレンズ
テレセントリックF-シータレンズは、レンズシステムの前焦点に入射瞳が位置するように特別な設計考慮がなされており、その結果、焦点を合わせたビームの主光線が任意の視野角で焦点面に対して垂直になります。このテレセントリシティは、物体が視野内に出入りする際の倍率の変動を防ぐため、正確な測定が行われるアプリケーションにおいて重要です。
レーザーアプリケーションにおけるF-シータレンズの重要性は何ですか？
● 均一な焦点
レーザーシステムでは、スキャンエリア全体で一貫した焦点を維持することが、正確で精密な結果を得るために重要です。F-シータレンズは、スキャンプロセス全体でレーザービームが均一であることを保証するために、平坦な焦点面を提供するように特別に設計されています。
● スピードと効率
F-シータレンズは、精度を犠牲にすることなく迅速なスキャン速度を実現します。これらの設計は、正確な焦点を維持しながら迅速なビーム偏向を可能にし、マーキング、彫刻、切断などの高速レーザー加工アプリケーションに最適です。
● 異常収差補正
これらのレンズは、レーザービームの品質を低下させる可能性のある歪みや球面収差などの光学的異常を最小限に抑えるように最適化されています。この補正機能は、高解像度で歪みのないレーザーイメージングを実現するために不可欠です。
● スキャンシステムとの互換性
F-シータレンズは、レーザースキャンシステムとシームレスに動作するように特別に設計されています。これらは、スキャンビームの角度依存性を補償するように設計されており、スキャンエリアを移動してもレーザーが焦点を維持することを保証します。
F-シータレンズの応用
● レーザーマーキング
F-シータレンズの最も一般的な用途の一つはレーザーマーキングです。焦点を絞ったレーザービームを使用して材料を除去したり、その色を変えたりすることで、製造業者は電子部品、医療機器、自動車部品などのさまざまな製品に永久的なマークを作成できます。F-シータレンズは、これらのマークが曲面や不規則な表面でも正確で一貫性があることを保証します。
● レーザー彫刻
F-シータレンズは、材料を除去して複雑なデザインやパターンを作成するレーザー彫刻にも広く使用されています。このプロセスは、看板、ジュエリー、プロモーションアイテムの製造に一般的に使用されます。F-シータレンズが提供する平坦な焦点面は、歪みやぼやけを最小限に抑えた詳細な彫刻を可能にし、高品質な仕上がりの製品を生み出します。
● レーザー切断
F-シータレンズのもう一つの重要な応用はレーザー切断であり、ここでは焦点を絞ったレーザービームを使用して金属、アクリル、革などの材料を正確に切断します。F-シータレンズは、切断プロセス全体を通じてレーザービームがシャープで正確であることを保証し、最小限の熱影響ゾーンでクリーンで正確な切断を実現します。
● 3Dプリンティング
F-シータレンズは、3Dプリンティングアプリケーションで使用され、フォトポリマー樹脂やその他の材料の層を選択的に固化させ、複雑で詳細な3Dオブジェクトの作成を可能にします。このレンズは、印刷材料の正確で均一な硬化を達成するために不可欠であり、高品質で正確に印刷されたオブジェクトを保証します。
● PCB製造
F-シータレンズは、PCB全体で一貫した穴のサイズと形状を維持するために不可欠であり、電子部品の信頼性のある接続と最適なパフォーマンスを確保します。このレンズは、精度と正確性が重要な現代のPCB設計において、小さなビアやマイクロビアをドリルするのに特に役立ちます。
F-シータレンズとスキャンシステムの主要パラメータ
アプリケーションのためにF-シータレンズを設計する際に考慮すべき主要なパラメータは、動作波長、スポットサイズ、およびスキャンフィールド直径（SFD）です。動作波長は、使用するレーザーの波長を指します。スポットサイズは、レーザービームの幅を指します。F-シータレンズのスキャンフィールド直径SFDまたはスキャン長は、レンズによってビームが焦点を合わせることができる正方形の対角線の長さとして定義されます。
スキャンシステムのもう一つの重要な特徴は出力スキャン角度（OSA）です。これは、画像面の法線と出力レーザービーム（スキャンレンズを通過した後のビーム）との間の角度です。テレセントリックレンズの場合、OSAは常にゼロですが、そうでない場合は画像フィールド全体でわずかに変化します。
他の重要なパラメータには、レンズハウジングとパラキシアル焦点との間の距離を指す作業距離や、平坦な画像面からの偏差であるフィールドカーブが含まれます。F-シータレンズはフィールドカーブを減少させるように設計されていますが、いくつかの歪みやカーブは依然として存在します。例えば、ゼロカーブポイントをスキャンの中間に配置することで、その影響を最小限に抑えることができます。さらに、回折限界性能は重要な考慮事項であり、ビーム品質の損失を最小限に抑えることを保証します。これらの要素に焦点を当てることで、システムの精度と正確性のためにF-シータレンズを最適化できます。
F-シータレンズを選ぶ際に考慮すべきこと
● 材料の考慮事項
レンズ材料の選択は、望ましい光学特性を達成する上で重要です。フューズドシリカとZnSeは、F-シータレンズに一般的に使用される材料です。フューズドシリカはUV範囲で優れた透過率を提供し、半導体加工などの用途に適しています。一方、ZnSeは中赤外線用途に有利です。レーザーシステムの波長範囲を理解することは重要で、選択した材料が最適な性能を提供することを保証します。
● コーティングと耐久性
コーティングは、透過効率を向上させ、反射を減少させる上で重要な役割を果たします。レーザー波長に合わせた反射防止コーティングは、全体的なシステム性能を向上させます。さらに、保護コーティングは耐久性を高め、環境要因や汚染物質からレンズを保護します。製造業者が提供するコーティングを評価し、特定の用途の要求に合わせることが重要です。
● レーザーシステムとの互換性
F-シータレンズとの互換性を確保するために、ビーム直径や出力レベルなどのレーザーシステムの仕様を考慮してください。レンズは、レーザーソースの出力密度とビーム特性を処理できる必要があります。レンズが連続波（CW）またはパルスレーザーアプリケーション用に設計されているかどうかを確認してください。異なる要件が異なるレンズ設計を必要とする場合があります。
● 焦点距離とスポットサイズ
F-シータレンズの焦点距離は、ターゲット上の焦点を合わせたスポットのサイズを決定します。アプリケーションの作業距離とスポットサイズの要件を評価してください。最適な結果を得るためには、望ましいスポットサイズと作業距離のバランスを取ることが重要です。
● フィールドサイズ
アプリケーションに必要なフィールドサイズを考慮してください。異なるf-シータレンズは異なるフィールドサイズを提供する場合があり、適切なレンズを選択することで、レーザービームが歪みなくスキャンエリア全体をカバーできるようになります。
● f-シータレンズの波長
F-シーターレンズの波長はレーザーマーキングシステムによって決定されます。ファイバーレーザーの波長は1064nm、CO2レーザーの波長は10.6μm、緑色レーザーの波長は532nm、紫外線レーザーの波長は355nmです。対応するレーザーに対して、対応するフィールドミラーを選択する必要があります。
F-シーターレンズを交換する方法と、交換後に行う設定は？
ファイバーレーザーマーキング機でF-シーターレンズを交換するには、以下の手順に従う必要があります。
レーザーの電源を切り、電源からプラグを抜きます。これは感電のリスクを避けるための重要な安全対策です。レーザーヘッドから古いレンズを取り外します。これは、レーザーの特定のモデルによっては特別な工具や機器を使用する必要がある場合があります。プロセスに不慣れな場合は、製造元の指示や資格のある技術者に相談してください。
レーザーヘッドに新しいレンズを取り付け、しっかりと座っていて正しく整列していることを確認します。レーザーをオンにして焦点を確認します。レーザービームが適切に焦点を合わせ、望ましいマーク品質を生成していることを確認するために、必要に応じて焦点を調整します。
F-シータレンズを交換した後、レーザーの他の設定も調整して最適なパフォーマンスを確保する必要があるかもしれません。これには以下が含まれる場合があります：
1. 労働力 レーザー パワー:レーザー パワーは,新しいレンズの伝達または焦点特性における差を補うために調整する必要がある場合があります.
2. 信頼性 波長: 新しいレンズ が 異なる 波長 の 範囲 に 設計 さ れ て いる 場合,レーザー の 波長 の 設定 を 調整 する 必要 が あり ます.
3. 信頼する 数値アパルチャー (NA):新しいレンズのNA値は古いレンズとは異なる可能性があります.これは焦点点サイズとフィールド深さに影響します. 焦点と他の設定を調整して 差を補う必要があるかもしれません
4. 信頼性 コーティング:新しいレンズのコーティングは,レーザーの性能に影響を与える異なる伝達または反射特性を持つ可能性があります. 設定を調整して最適のパフォーマンスを確保する必要があります.
F-シータレンズの清掃方法
レーザーの電源を切り、電源からプラグを抜きます。これは感電のリスクを避けるための重要な安全対策です。レーザーヘッドからレンズを取り外します。これは、レーザーの特定のモデルに応じて特別な工具や機器を使用する必要があるかもしれません。プロセスに不慣れな場合は、製造元の指示や資格のある技術者に相談してください。
光学機器用に特別に設計されたF-シータレンズクリーニング溶液を使用します。これらの溶液は、レンズを傷めることなく、汚れ、ほこり、その他の汚染物質を取り除くために通常調合されています。柔らかく、糸くずの出ない布に少量のクリーニング溶液を適用し、レンズを円を描くように優しく拭きます。
レンズを蒸留水ですすぎ、残っているクリーニング溶液を取り除きます。蒸留水が好まれるのは、不純物が含まれておらず、レンズにストリークや残留物を残す可能性がないためです。クリーンでリントフリーの布でf-thetaレンズを乾かします。水滴がレンズの表面に残らないように、すべての水滴を取り除くことを確認してください。
F-thetaレンズは、傷や損傷を避けるために慎重に扱うことが重要です。厳しい洗浄剤や研磨材を使用しないでください。これらはレンズに永久的な損傷を引き起こす可能性があります。f-thetaレンズが特に汚れている場合や損傷している場合は、交換が必要になることがあります。
FAQ
Q: F-thetaレンズは何をしますか？
A: F-thetaレンズは、レーザーシステムの精度のために設計されており、平坦なフィールドを提供し、一貫したスポットサイズとLIDARからスキャンレーザ顕微鏡、光学コヒーレンス断層撮影に至るまでのアプリケーションで比類のない精度を確保します。
Q: F-thetaレンズとFタンθレンズの違いは何ですか？
A: F-Tan（シータ）法は、タンジェント関数を使用して角度を物体のサイズと拡大率に関連付けます。一方、F(シータ)法は、画像点の角度位置を中心に対して焦点を当てます。両方の方法は、焦点距離（F）と対角FOV（度）を必要とします。
Q: F-シータレンズをどのように掃除しますか？
A: リントフリーのレンズペーパーとイソプロパノールを使用して、ガラスの中心から外側に向かって螺旋状にプロセスステーションの保護レンズカバーを掃除します。レンズの上に粉の残留物がないことを確認してください。保護リングを掃除するために使用したのと同じ布を使用しないでください。新しいものを用意してください！
Q: F-シータレンズにはどのような材料が使用されていますか？
A: 融合シリカとZnSeは、F-シータレンズに一般的に使用される材料です。融合シリカはUV範囲で優れた透過性を提供し、半導体処理などのアプリケーションに適しています。一方、ZnSeは中赤外線アプリケーションに有利です。
Q: F-シータレンズはどのように機能しますか？
A: f-シータレンズの使用は、平面焦点面を提供し、XY画像面またはスキャンフィールド全体でほぼ一定のスポットサイズを実現します。画像面上のスポットの位置は、スキャン角に直接比例します。
Q: F-シータレンズの一般的な焦点距離は何ですか？
A: F-シータレンズは、空気間隔の2要素または3要素設計で構成されており、100 mm、160 mm、または254 mmの3つの焦点距離のいずれかで利用可能です。要素は、1064 nm Nd:YAGレーザーおよび可視アライメントレーザー用の高効率ARコーティングでコーティングされています。
Q: F-シータレンズは標準の焦点レンズとどのように比較されますか？
A: 標準レンズは、理想的な平面または平坦なフィールドとは対照的に、レーザービームを球面上に焦点を合わせます。f-シータレンズの使用は、平面焦点面を提供し、XY画像面またはスキャンフィールド全体でほぼ一定のスポットサイズを実現します。
Q: F-シータレンズのコーティングの役割は何ですか？
A: F-シータレンズには、反射を減らしエネルギー損失を抑えることで、透過効率を向上させ、損傷から保護するために反射防止コーティングが施されています。
Q: F-シータレンズは3Dスキャンに使用できますか？
A: はい、F-シータレンズは、詳細な3Dモデリングに重要な広い範囲で正確な線形スキャンを生成する能力があるため、3Dスキャンアプリケーションでよく使用されます。
Q:Fテータレンズとテレセントリックレンズの違いは?
A: F-シータレンズは線形スキャンで平坦な焦点を作成しますが、テレセントリックレンズはスキャンフィールド全体でレーザービームをターゲットに対して垂直に保ち、歪みを減少させますが、しばしば高コストになります。
Q: F-シータレンズはどの波長に対応していますか？
A: F-シータレンズは、355 nm（UVレーザー）、532 nm（緑レーザー）、1064 nm（赤外線レーザー）、および10.6 µm（CO2レーザー）など、特定のレーザー波長に合わせて設計されています。正しいレンズを選択するには、レーザーの波長に依存します。
Q: F-シータレンズのスキャンエリアは何ですか？
A: スキャンエリア、または視野は、レンズの設計と焦点距離によって異なります。一般的に使用されるスキャンエリアは数ミリメートルから数百ミリメートルまでの範囲です。
Q: 焦点距離はF-シータレンズの性能にどのように影響しますか？
A: 短い焦点距離は、より高い解像度で小さなスキャンエリアを提供しますが、長い焦点距離はより大きなスキャンエリアを可能にしますが、レーザースポットの精度が低下する可能性があります。
Q: レーザーシステムに適したF-シータレンズをどのように選びますか？
A: F-シータレンズを選択するには、考慮すべき主な技術的パラメータは、レーザーの作動波長、入射瞳、スキャン範囲、および焦点スポット直径です。作動波長：主にレーザーの波長に依存し、レンズは指定されたレーザー波長でコーティングされています。
Q: F-シータレンズの典型的な寿命はどのくらいですか？
A: 適切なケアと使用を行えば、F-シータレンズは数年持続することができます。しかし、レーザーの出力、環境条件、汚染などの要因がその寿命に影響を与える可能性があります。
Q: F-シータレンズは異なるタイプのレーザーと一緒に使用できますか？
A: はい、レンズが特定の波長とレーザーの出力に合わせて設計されている限り、ファイバーレーザー、CO2レーザー、ダイオードレーザーなど、異なるタイプのレーザーと一緒に使用できます。
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構成とパッケージ
