[發明專利]一種F-Theta鏡頭

在審

• 申請號: 201810455839.2
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108415147A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 王堅;韋晨曦;朱敏;吳玉堂
• 申請（專利權）人: 南京波長光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B1/00
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張學彪

本發明公開了一種F?Theta鏡頭，包括沿光線入射方向依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和窗口片，第一透鏡為正透鏡，第二透鏡為負透鏡，第三透鏡為正透鏡。本發明F?Theta鏡頭可用于鉆孔加工，能滿足鉆孔各項要求，尤其適于小孔徑孔的制作，可得到圓度高、大小均勻的孔。

技術領域

本發明涉及一種F-Theta鏡頭(也稱為掃描鏡頭或者場鏡，以下簡稱場鏡)，主要應用于PCB的鉆孔加工，屬于光學領域。

背景技術

場鏡是一種與振鏡配套使用的光學掃描聚焦鏡頭，將入射到振鏡的大直徑光束經振鏡的反射鏡調整入射角度后，聚焦到工件表面,實現在特定的范圍內對工件進行鉆孔、焊接、切割、標記、內雕等等加工作業。

場鏡的主要技術參數有：激光波長、焦距(FFL)、掃描范圍、法蘭距(BFL)、工作距(WD)和入射光斑直徑等；與振鏡關聯的參數有：XY二個反光鏡的中心距、Y反光鏡的靠邊距和后返點。主要性能指標有：聚焦面的平場性、聚焦光斑的大小、圓度、均勻性和焦深等；與激光能量關聯的性能指標有：抗激光損傷閾值、激光能量透過率、透過率均勻性和焦點溫度飄移特性。

不同的應用場合對F-Theta的性能指標有不同的側重點，無需對所有指標面面俱到，否則成本將大幅提高。在鉆孔領域，要求每一個孔必須是圓柱孔而不是圓錐孔，同時在作業范圍內中心位置孔和邊緣位置孔要保持大小一致，并且孔的圓度要求很高。普通F-Theta不能滿足鉆孔要求。

發明內容

為了解決現有技術中F-Theta不能滿足鉆孔要求等缺陷，本發明提供一種F-Theta鏡頭。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種F-Theta鏡頭，包括沿光線入射方向依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和窗口片，第一透鏡為正透鏡，第二透鏡為負透鏡，第三透鏡為正透鏡。

上述F-Theta鏡頭能滿足鉆孔作業的特定要求。

為了進一步提高F-Theta鏡頭的精準性，第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡為鍺透鏡或硒化鋅透鏡。

為了進一步提高高光束焦點定位的均勻性和集中性，沿光線入射方向，第一透鏡包括相對的第一曲面和第二曲面，第一曲面的曲率半徑為680mm，第二曲面的曲率半徑為680mm，第一透鏡的中心厚度為7mm；沿光線入射方向，第二透鏡包括相對的第三曲面和第四曲面，第三曲面的曲率半徑為-282mm，第二曲面的曲率半徑為-282mm，第二透鏡的中心厚度為7mm；沿光線入射方向，第三透鏡包括相對的第五曲面和第六曲面，第五曲面的曲率半徑為無限大，第六曲面的曲率半徑為406mm，第三透鏡的中心厚度為11mm。

為了進一步提高光束焦點定位的準確性，第一透鏡和第二透鏡之間的中心間距為4.6mm，第二透鏡和第三透鏡之間的中心間距為70.94mm，第三透鏡和窗口片之間的中心間距為3.27mm。

本申請可利用現有的方法進行裝配，鏡座可以用現有的鏡座，作為優選方案，鏡座可以為一端大口一端小口的喇叭口狀，第一透鏡和第二透鏡裝設在鏡座內的小口端，第三透鏡和窗口片裝設在鏡座內的大口端。

為了進一步提高裝配的穩定性，確保裝配前后的透鏡面形精度，鏡座的小口端內的端部設有擋圈，擋圈的內徑小于第一透鏡的外徑，第一透鏡緊貼擋圈設置，第一透鏡和第二透鏡通過第一隔圈間隔，第二透鏡通過第一壓圈固定在鏡座內；窗口片通過窗口片座固定在大口端內的端部，第三透鏡和窗口片通過第二過渡圈和第二壓圈間隔固定，沿光線入射方向，依次為第三透鏡、第二過渡圈、第二壓圈和窗口片。

本申請隔圈是為了將兩部件間隔開來，擋圈、隔圈、壓圈、窗口片座、過渡圈和彈性墊圈均為現有市售的零部件。