CN210894834U - 一种四片近远心355nm用紫外平场镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于平场镜技术领域，具体涉及一种四片近远心355nm用紫外平场镜。其技术方案为：一种四片近远心355nm用紫外平场镜，包括镜筒，镜筒内顺次安装有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、保护镜，第一透镜为双凹负透镜，第二透镜为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜。本实用新型提供了一种聚焦点小、一致性好的四片近远心355nm用紫外平场镜。

Description

一种四片近远心355nm用紫外平场镜

技术领域

本实用新型属于平场镜技术领域，具体涉及一种四片近远心355nm用紫外平场镜。

背景技术

激光打标机具有速度快、字迹清晰、防伪功能强的特点，可用于在不同材料表面进行打标。激光束经过扩束之后入射到互相垂直的振镜上，两个振镜分别在X和Y方向扫描，实现激光束的偏转，光束经F-theta透镜聚焦在工作面上。

紫外激光打标机中所用的355nm的紫外激光器聚焦光斑较小，最大程度降低材料的机械变形，加工热影响较小，适合在食品、医药包装材料上打标。

为了使激光束聚焦性更好，紫外激光镜头通常采用平场镜，该平场镜的焦距为160mm，λ＝355nm。现有的平场镜采用三片透镜组合，形成光学系统，而镜头的聚焦点较大，一致性较差，无法使描场镜的像散得到良好的校正。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种聚焦点小、一致性好的四片近远心355nm用紫外平场镜。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种四片近远心355nm用紫外平场镜，包括镜筒，镜筒内顺次安装有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、保护镜，第一透镜为双凹负透镜，第二透镜为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜。

优选地，所述第一透镜与第二透镜之间设置有压圈，第二透镜与第三透镜之间、第三透镜与第四透镜之间、第四透镜与保护镜之间均设置有隔圈，保护镜远离第四透镜的一侧设置有保护镜压圈，压圈、隔圈和保护镜压圈均安装于镜筒内。

优选地，所述第四透镜与保护镜之间的隔圈内设置有密封圈。

优选地，所述第一透镜远离第二透镜一侧的球面的曲率半径为-40mm，第一透镜靠近第二透镜一侧的球面的曲率半径为300.46mm，第一透镜的中心厚度为3mm；第一透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68。

优选地，所述第二透镜远离第三透镜一侧的球面的曲率半径为-206.26mm，第二透镜靠近第三透镜一侧的球面的曲率半径为-70.6mm，第二透镜的中心厚度为9mm；第二透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68。

优选地，所述第三透镜远离第四透镜一侧的球面的曲率半径为410.86mm，第三透镜靠近第四透镜一侧的球面的曲率半径-79.52mm，第三透镜的中心厚度为12mm；第三透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68。

优选地，所述第四透镜远离保护镜一侧的球面的曲率半径为-150mm，第四透镜靠近保护镜一侧的球面的曲率半径为-81.57mm，第四透镜的中心厚度为9mm；第四透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68。

优选地，所述第一透镜与第二透镜之间在光轴上的空气间隙为3mm，第二透镜与第三透镜之间在光轴上的空气间隙为0.75mm，第三透镜与第四透镜之间在光轴上的空气间隙为3mm，第四透镜与像面在光轴上的空气间隙为318mm。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜采用一定方式排布。相对于现有技术来说，本实用新型增加凹面朝向入射光侧的弯月负透镜，则本实用新型能提高紫外激光束的聚焦性能，成像聚焦点直径较小，可使描场镜的像散得到良好的校正。本实用新型中第四透镜外侧设置保护镜，对光学系统进行保护。

2.压圈能将第一透镜进行限位，并将第一透镜和第二透镜分隔出确定的距离。第二透镜与第三透镜之间、第三透镜与第四透镜之间、第四透镜与保护镜之间均设置隔圈，则三个隔圈和压圈能分别固定第二透镜、第三透镜、第四透镜，且第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜能各自分隔出确定距离，保证光路的准确限定。保护镜压圈能将保护镜进行固定，保证保护镜安装可靠。

3.密封圈能密封保护镜与镜筒之间的间隙，保证灰尘进入镜筒内部，避免激光受到灰尘干扰，保证光路准确。

4.限定第一透镜远离第二透镜一侧的球面的曲率半径为-40mm，第一透镜靠近第二透镜一侧的球面的曲率半径为300.46mm，第一透镜的中心厚度为3mm，保证光线进入第一透镜是符合要求。第一透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第一透镜的材料满足特定需求。

5.限定第二透镜远离第三透镜一侧的球面的曲率半径为-206.26mm，第二透镜靠近第三透镜一侧的球面的曲率半径为-70.6mm，第二透镜的中心厚度为9mm，保证光线进入第二透镜是符合要求。第二透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第二透镜的材料满足特定需求。

6.限定第三透镜远离第四透镜一侧的球面的曲率半径为410.86mm，第三透镜靠近第四透镜一侧的球面的曲率半径-79.52mm，第三透镜的中心厚度为12mm，保证光线进入第三透镜是符合要求。第三透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第三透镜的材料满足特定需求。

7.限定第四透镜远离保护镜一侧的球面的曲率半径为-150mm，第四透镜靠近保护镜一侧的球面的曲率半径为-81.57mm，第四透镜的中心厚度为9mm，保证光线进入第四透镜是符合要求。第四透镜的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第三透镜的材料满足特定需求。

8.限定第一透镜与第二透镜之间在光轴上的空气间隙为3mm，第二透镜与第三透镜之间在光轴上的空气间隙为0.75mm，第三透镜与第四透镜之间在光轴上的空气间隙为3mm，第四透镜与像面在光轴上的空气间隙为318mm，则紫外激光束经过四个透镜后，成像聚焦点直径较小，使描场镜的像散得到良好的校正。

本实用新型的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是镜头不同视场下的弥散斑大小实验图；

图3是镜场的结构图；

图4是场镜的远心度实验图；

图5是场镜的光斑大小实验图。

图中：1-第一透镜；2-第二透镜；3-第三透镜；4-第四透镜；5-保护镜；6-镜筒；61-压圈；62-隔圈；63-保护镜压圈；64-密封圈。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例的四片近远心355nm用紫外平场镜，包括镜筒6，镜筒6内顺次安装有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、保护镜5，第一透镜1为双凹负透镜，第二透镜2为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜，第三透镜3为双凸正透镜，第四透镜4为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜。

本实用新型的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4采用一定方式排布。相对于现有技术来说，本实用新型增加凹面朝向入射光侧的弯月负透镜，则本实用新型能提高紫外激光束的聚焦性能，成像聚焦点直径较小，可使描场镜的像散得到良好的校正。本实用新型中第四透镜4外侧设置保护镜5，对光学系统进行保护。

如图2～图4所示，根据实验结果，本实用新型成像聚焦点直径小，使像散得到良好校正。其中，技术参数为ENPD＝9mm；WFNO＝11.4708mm；EFFL＝103.206mm；TOTR＝231.698mm；RAID＝1.689度；SPOT＝8um；远心角度为1.6度。

更进一步，所述第一透镜1与第二透镜2之间设置有压圈61，第二透镜2与第三透镜3之间、第三透镜3与第四透镜4之间、第四透镜4与保护镜5之间均设置有隔圈62，保护镜5远离第四透镜4的一侧设置有保护镜压圈63，压圈61、隔圈62和保护镜压圈63均安装于镜筒6内。

压圈61能将第一透镜1进行限位，并将第一透镜1和第二透镜2分隔出确定的距离。第二透镜2与第三透镜3之间、第三透镜3与第四透镜4之间、第四透镜4与保护镜5之间均设置隔圈62，则三个隔圈62和压圈61能分别固定第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4，且第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4能各自分隔出确定距离，保证光路的准确限定。保护镜压圈63能将保护镜5进行固定，保证保护镜5安装可靠。

更进一步，所述第四透镜4与保护镜5之间的隔圈62内设置有密封圈64。密封圈64能密封保护镜5与镜筒6之间的间隙，保证灰尘进入镜筒6内部，避免激光受到灰尘干扰，保证光路准确。

更进一步，所述第一透镜1远离第二透镜2一侧的球面的曲率半径为-40mm，第一透镜1靠近第二透镜2一侧的球面的曲率半径为300.46mm，第一透镜1的中心厚度为3mm。

限定第一透镜1远离第二透镜2一侧的球面的曲率半径为-40mm，第一透镜1靠近第二透镜2一侧的球面的曲率半径为300.46mm，第一透镜1的中心厚度为3mm，保证光线进入第一透镜1是符合要求。第一透镜1的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第一透镜1的材料满足特定需求。

更进一步，所述第二透镜2远离第三透镜3一侧的球面的曲率半径为-206.26mm，第二透镜2靠近第三透镜3一侧的球面的曲率半径为-70.6mm，第二透镜2的中心厚度为9mm。

限定第二透镜2远离第三透镜3一侧的球面的曲率半径为-206.26mm，第二透镜2靠近第三透镜3一侧的球面的曲率半径为-70.6mm，第二透镜2的中心厚度为9mm，保证光线进入第二透镜2是符合要求。第二透镜2的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第二透镜2的材料满足特定需求。

更进一步，所述第三透镜3远离第四透镜4一侧的球面的曲率半径为410.86mm，第三透镜3靠近第四透镜4一侧的球面的曲率半径-79.52mm，第三透镜3的中心厚度为12mm。

限定第三透镜3远离第四透镜4一侧的球面的曲率半径为410.86mm，第三透镜3靠近第四透镜4一侧的球面的曲率半径-79.52mm，第三透镜3的中心厚度为12mm，保证光线进入第三透镜3是符合要求。第三透镜3的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第三透镜3的材料满足特定需求。

更进一步，所述第四透镜4远离保护镜5一侧的球面的曲率半径为-150mm，第四透镜4靠近保护镜5一侧的球面的曲率半径为-81.57mm，第四透镜4的中心厚度为9mm。

限定第四透镜4远离保护镜5一侧的球面的曲率半径为-150mm，第四透镜4靠近保护镜5一侧的球面的曲率半径为-81.57mm，第四透镜4的中心厚度为9mm，保证光线进入第四透镜4是符合要求。第四透镜4的材料为熔石英玻璃，其折射率为Nd＝1.46，阿贝数Vd为68，则第三透镜3的材料满足特定需求。

更进一步，所述第一透镜1与第二透镜2之间在光轴上的空气间隙为3mm，第二透镜2与第三透镜3之间在光轴上的空气间隙为0.75mm，第三透镜3与第四透镜4之间在光轴上的空气间隙为3mm，第四透镜4与像面在光轴上的空气间隙为318mm。

限定第一透镜1与第二透镜2之间在光轴上的空气间隙为3mm，第二透镜2与第三透镜3之间在光轴上的空气间隙为0.75mm，第三透镜3与第四透镜4之间在光轴上的空气间隙为3mm，第四透镜4与像面在光轴上的空气间隙为318mm，则紫外激光束经过四个透镜后，成像聚焦点直径较小，使描场镜的像散得到良好的校正。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：包括镜筒(6)，镜筒(6)内顺次安装有第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、保护镜(5)，第一透镜(1)为双凹负透镜，第二透镜(2)为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜，第三透镜(3)为双凸正透镜，第四透镜(4)为凹面朝向入射光侧的弯月负透镜。

2.根据权利要求1所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间设置有压圈(61)，第二透镜(2)与第三透镜(3)之间、第三透镜(3)与第四透镜(4)之间、第四透镜(4)与保护镜(5)之间均设置有隔圈(62)，保护镜(5)远离第四透镜(4)的一侧设置有保护镜压圈(63)，压圈(61)、隔圈(62)和保护镜压圈(63)均安装于镜筒(6)内。

3.根据权利要求2所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第四透镜(4)与保护镜(5)之间的隔圈(62)内设置有密封圈(64)。

4.根据权利要求1所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第一透镜(1)远离第二透镜(2)一侧的球面的曲率半径为-40mm，第一透镜(1)靠近第二透镜(2)一侧的球面的曲率半径为300.46mm，第一透镜(1)的中心厚度为3mm。

5.根据权利要求1所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第二透镜(2)远离第三透镜(3)一侧的球面的曲率半径为-206.26mm，第二透镜(2)靠近第三透镜(3)一侧的球面的曲率半径为-70.6mm，第二透镜(2)的中心厚度为9mm。

6.根据权利要求1所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第三透镜(3)远离第四透镜(4)一侧的球面的曲率半径为410.86mm，第三透镜(3)靠近第四透镜(4)一侧的球面的曲率半径-79.52mm，第三透镜(3)的中心厚度为12mm。

7.根据权利要求1所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第四透镜(4)远离保护镜(5)一侧的球面的曲率半径为-150mm，第四透镜(4)靠近保护镜(5)一侧的球面的曲率半径为-81.57mm，第四透镜(4)的中心厚度为9mm。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种四片近远心355nm用紫外平场镜，其特征在于：所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间在光轴上的空气间隙为3mm，第二透镜(2)与第三透镜(3)之间在光轴上的空气间隙为0.75mm，第三透镜(3)与第四透镜(4)之间在光轴上的空气间隙为3mm，第四透镜(4)与像面在光轴上的空气间隙为318mm。

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