激光线性扫描镜头F-Theta或K-Theta物镜

  激光扫描系统是一种将时间信息转变为可记录空问信息的系统。它使某种信息通过光调制器对激光束调制后，经光束扫描器和F-Theta激光聚焦镜头再接收形成一维或二维扫描图像。它已被大范围的使用在标刻机、跟踪瞄准、激光打印机、、集成路激光图形发生器等激光扫描精密设备中。

  激光打标是激光技术的一个重要的应用领域，它与传统的刻蚀、机刻等打标方式相比，有许多优点，如无污染、分辨率比较高、非接触及标记保持等。激光束到达工件表面的瞬间，光能转换为热能，使工件表面材料熔融甚至汽化，从而标刻出相应的图案或标记。

  激光打标机的工作原理如图1所示，激光器发出的高能量激光束依次经过动方向互相垂直的X和Y扫描振镜，入射到F-Theta物镜，由F-Theta后到达工件表面。通过转动X和Y扫描振镜，能控制激光束在工件表面的X和Y两个方向上任意移动，实现矢量打标。振镜式激光打标具有响应速度快、打标速度快、打标质量高等许多优点。

  与普通成像物镜不同，F-Theta镜头的像高与视场角成正比。如图2所示镜头的视场角、焦距和像高满足下式所示的关系：

  式中、f、y分别表示F-Theta镜头的视场角、焦距和像高。表示当F-Theta焦距一定时，像高y与视场角成正比，满足线性关系。

  为满足式（1-1）的线性扫描关系，同时校正F-Theta镜头的像差，往往需要多个透镜合理地布局；激光在透镜表面的后反射点（图3-图6）能量高度集中，随工业使用中激光功率的不断的提高，如果后反射点聚焦在XY振镜片上，会烧蚀振镜片的反射膜层，造成系统透过率的大幅度降低；如果后反射点聚焦在扫描镜内部镜片上（图6），造成明显的热透镜效应，该透镜折射率随着能量的积聚发生明显的变化，直接改变扫描镜的工作距离，反映为标记光斑变大、标记颜色变浅甚至无法标记。

  综上在设计F-theta平场扫描镜时要仔细排查每个镜片表面的后反射点，通过改变镜片的曲率半径尽量消除后反射点的不利影响。

  激光打标机场镜是一种线性扫描镜头，与传统成像物镜相比，后者具有衍射受限、物高与视场角成正比的特点，便于计算机图像点阵的线性扫描处理。激光线性扫描镜头也称之为F-Theta或K-Theta物镜，除了激光打标之外，该镜头也大范围的使用在光学检测、计算机扫描成像、三维打印等领域，近二十年来伴随信息技术、应用软件和设计软件技术的成熟应用，发展十分迅速。

  目前中国已开始深度步入工程师红利时期，扫描成像技术的相关配套技术模块（扫描振镜、激光器、高速光调制器及新材料）已基本完善，该有关技术以往具有典型的高技术所有特征，但有开始朝中端、中低端产业扩散的趋势明显。

  考虑到国内外产业格局的现状，考虑快速进入该领域应是一次机会，值得投入精力尝试。

  首先从近年来最基本、应用泛的2款标准镜头入手。虽然该类型系列镜头应用广泛、且市场基本处于相对饱和状态，但技术风险小，容易寻找新起的整机中小企业，面对的竞争对手是早期进入该领域的中型部件提供科技公司（他们的创新及可持续发展优势正在被工程师红利时代扁平化）。

  其次做好向大功率或工作波长包括紫外、绿光以及中远红外场镜发展，积极发展与新兴科技公司的配套业务，发展高精度光敏树脂3D打印配套镜头产品。

  第一步可能面临性价比的激烈竞争，但我们仍旧是有自己的优势，并有信心获得经济效益；第二步是期望阶段获得好的经济和社会效益；第三部涉及跨越式发展，关键是寻求新技术和新应用。

  东莞市高腾达精密工具有限公司位于东莞，隶属伟达集团集下公司，是伟达集团国内总部。伟达集团创立于1981年，至今已将近40年历史，是一家专营高精密数控机床、精密测量仪器、精密测量工具的公司。员工超过100位，除香港总公司和东莞总部外，于江门及苏州均设立了分公司，有陈列室及维修中心，可随时为客户提供更快捷的优质服务。

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