本發(fā)明涉及一種用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，屬于激光掃描。

背景技術(shù)：

1、激光掃描鏡頭應(yīng)用于各式激光加工設(shè)備，其可以對各種金屬、塑料、玻璃等材料進(jìn)行加工。為了提高激光加工的效率，新型飛秒激光器應(yīng)運(yùn)而生，因此相對應(yīng)的激光加工鏡頭也要隨之提高其性能。

2、常規(guī)的掃描鏡頭要想實現(xiàn)小于5um以內(nèi)的聚焦光斑，一般采用增大振鏡的入射光斑，比如d20、d30的振鏡，但是隨著振鏡的口徑增大，振鏡的偏轉(zhuǎn)速度會變慢，從而影響加工效率。為此本申請?zhí)岢鲆环N用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，可以匹配d14的振鏡，實現(xiàn)聚焦光斑小于3um，并且大大地提高了加工效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于飛秒激光器的精密加工鏡頭，可匹配d14的振鏡，實現(xiàn)聚焦光斑小于3um，大大地提高了加工效率，可以用來加工各種金屬、玻璃、鉆石等材料。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，包含沿入射方向依次設(shè)置的透鏡一、透鏡二、透鏡三、透鏡四、透鏡五、透鏡六、透鏡七和透鏡八；其中，透鏡一為具有負(fù)屈光率的凹凸透鏡，透鏡二為具有正屈光率的凹凸透鏡，透鏡三為具有正屈光率的凸凹透鏡，透鏡四為具有負(fù)屈光率的凹凸透鏡，透鏡五為具有正屈光率的雙凸透鏡，透鏡六為具有負(fù)屈光率的雙凹透鏡，透鏡七為具有正屈光率的雙凸透鏡，透鏡八為具有負(fù)屈光率的凸凹透鏡。

4、本申請用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，可匹配d14的振鏡，實現(xiàn)聚焦光斑小于3um，大大地提高了加工效率，可以用來加工各種金屬、玻璃、鉆石等材料，尤其適用于加工高精密度產(chǎn)品。d14指振鏡的最大通光直徑為14mm，其余類似表達(dá)，含義類似。

5、沿入射方向，透鏡一的兩面依次是第一入射面和第一出射面，透鏡二兩面依次是第二入射面和第二出射面，透鏡三兩面依次是第三入射面和第三出射面，透鏡四兩面依次是第四入射面和第四出射面，透鏡五兩面依次是第五入射面和第五出射面，透鏡六兩面依次是第六入射面和第六出射面，透鏡七兩面依次是第七入射面和第七出射面，透鏡八兩面依次是第八入射面和第八出射面。

6、為了提高成像質(zhì)量，減少鏡片數(shù)量，第一入射面、第二出射面、第三出射面、第四入射面、第七出射面和第八出射面均為非球面；第一出射面、第二入射面、第三入射面、第四出射面、第五入射面、第五出射面、第六入射面、第六出射面、第七入射面和第八入射面均為球面。

7、上述透鏡一、二、三、四、七、八都是一個面為球面，另一個面為非球面。而透鏡五和透鏡六兩個面都是球面。

8、為了進(jìn)一步確保聚焦效果和掃描效果，第一入射面的曲率半徑為-44.64±0.005mm，第一出射面的曲率半徑為-120.8018±0.005mm；第二入射面的曲率半徑為-228.4407±0.005mm，第二出射面的曲率半徑為-42.407±0.005mm；第三入射面的曲率半徑為108.3224±0.005mm，第三出射面的曲率半徑為1098.39±0.005mm；第四入射面的曲率半徑為-28.55±0.005mm，第四出射面的曲率半徑為-49.66±0.005mm；第五入射面的曲率半徑為74.85±0.005mm，第五出射面的曲率半徑為-57.41±0.005mm；第六入射面的曲率半徑為-57.41±0.005mm，第六出射面的曲率半徑為180±0.005mm；第七入射面的曲率半徑為40.581±0.005mm，第七出射面的曲率半徑為-81.8±0.005mm；第八入射面的曲率半徑為84.72±0.005mm，第八出射面的曲率半徑為26.56±0.005mm。

9、為了兼顧鏡頭的穩(wěn)定性和使用效果，透鏡一的中心厚度為8.7±0.2mm，透鏡二的中心厚度為16.8±0.2mm，透鏡三的中心厚度為10.9±0.2mm，透鏡四的中心厚度為16.4±0.2mm，透鏡五的中心厚度為13.1±0.2mm，透鏡六的中心厚度為3±0.2mm，透鏡七的中心厚度為16.1±0.2mm，透鏡八的中心厚度為21.3±0.2mm。

10、上述透鏡五和透鏡六膠合在一起、形成一個膠合透鏡。也即第五出射面和第六入射面是膠合在一起的、形成一個面。

11、為了更好地確保聚焦效果，透鏡一與透鏡二之間的中心間隔為25.271±0.005mm，透鏡二與透鏡三之間的中心間隔為262.705±0.005mm，透鏡三與透鏡四之間的中心間隔為76.926±0.005mm，透鏡四與透鏡五之間的中心間隔為0.974±0.005mm，透鏡五與透鏡六之間的中心間隔為0mm，透鏡六與透鏡七之間的中心間隔為0.535±0.005mm，透鏡七與透鏡八之間的中心間隔為0.5±0.005mm。

12、為了提高成像質(zhì)量，透鏡一所用材質(zhì)為h-zlaf51，透鏡二所用材質(zhì)為h-zlaf55d，透鏡三所用材質(zhì)為h-zlaf69a，透鏡四所用材質(zhì)為h-zlaf50e，透鏡五所用材質(zhì)為h-zlaf68c，透鏡六所用材質(zhì)為h-zf88，透鏡七所用材質(zhì)為h-laf2，透鏡八所用材質(zhì)為h-zf13。

13、上述透鏡一的外徑為35～40mm，透鏡二的外徑為58±0.02mm，透鏡三的外徑為44±0.02mm，透鏡四的外徑為40～50mm，透鏡五的外徑為50±0.02mm，透鏡六的外徑為50±0.02mm，透鏡七的外徑為50±0.02mm，透鏡八的外徑為28～50mm。

14、上述的掃描鏡頭適用于1030nm的飛秒激光器。

15、上述的掃描鏡頭入射光直徑12.5mm，可以搭配d14的振鏡進(jìn)行掃描加工，聚焦光斑小于3um。

16、現(xiàn)有的激光切割鏡頭，不能用于激光掃描，激光切割鏡頭只有一個聚焦點，而本申請產(chǎn)生的是一個幅面的聚焦點。

17、由于飛秒激光的群延時色散特性，現(xiàn)有鏡頭用在飛秒激光器上光斑是橢圓的，本申請通過鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，使得鏡頭在飛秒激光器上是圓的光斑。

18、本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。

19、本發(fā)明用于飛秒激光器的精密加工鏡頭，可匹配d14的振鏡，實現(xiàn)聚焦光斑小于3um，大大地提高了加工效率，且聚焦光斑為圓斑，不會橢圓化，熱影響區(qū)域小，實現(xiàn)了高度精密的加工；可以用來加工各種金屬、玻璃、鉆石等材料。

技術(shù)特征：

1.一種用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：包含沿入射方向依次設(shè)置的透鏡一、透鏡二、透鏡三、透鏡四、透鏡五、透鏡六、透鏡七和透鏡八；其中，透鏡一為具有負(fù)屈光率的凹凸透鏡，透鏡二為具有正屈光率的凹凸透鏡，透鏡三為具有正屈光率的凸凹透鏡，透鏡四為具有負(fù)屈光率的凹凸透鏡，透鏡五為具有正屈光率的雙凸透鏡，透鏡六為具有負(fù)屈光率的雙凹透鏡，透鏡七為具有正屈光率的雙凸透鏡，透鏡八為具有負(fù)屈光率的凸凹透鏡。

2.如權(quán)利要求1所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：沿入射方向，透鏡一的兩面依次是第一入射面和第一出射面，透鏡二兩面依次是第二入射面和第二出射面，透鏡三兩面依次是第三入射面和第三出射面，透鏡四兩面依次是第四入射面和第四出射面，透鏡五兩面依次是第五入射面和第五出射面，透鏡六兩面依次是第六入射面和第六出射面，透鏡七兩面依次是第七入射面和第七出射面，透鏡八兩面依次是第八入射面和第八出射面；

3.如權(quán)利要求2所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：第一入射面的曲率半徑為-44.64±0.005mm，第一出射面的曲率半徑為-120.8018±0.005mm；第二入射面的曲率半徑為-228.4407±0.005mm，第二出射面的曲率半徑為-42.407±0.005mm；第三入射面的曲率半徑為108.3224±0.005mm，第三出射面的曲率半徑為1098.39±0.005mm；第四入射面的曲率半徑為-28.55±0.005mm，第四出射面的曲率半徑為-49.66±0.005mm；第五入射面的曲率半徑為74.85±0.005mm，第五出射面的曲率半徑為-57.41±0.005mm；第六入射面的曲率半徑為-57.41±0.005mm，第六出射面的曲率半徑為180±0.005mm；第七入射面的曲率半徑為40.581±0.005mm，第七出射面的曲率半徑為-81.8±0.005mm；第八入射面的曲率半徑為84.72±0.005mm，第八出射面的曲率半徑為26.56±0.005mm。

4.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：透鏡一的中心厚度為8.7±0.2mm，透鏡二的中心厚度為16.8±0.2mm，透鏡三的中心厚度為10.9±0.2mm，透鏡四的中心厚度為16.4±0.2mm，透鏡五的中心厚度為13.1±0.2mm，透鏡六的中心厚度為3±0.2mm，透鏡七的中心厚度為16.1±0.2mm，透鏡八的中心厚度為21.3±0.2mm。

5.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：透鏡五和透鏡六膠合在一起、形成一個膠合透鏡。

6.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：透鏡一與透鏡二之間的中心間隔為25.271±0.005mm，透鏡二與透鏡三之間的中心間隔為262.705±0.005mm，透鏡三與透鏡四之間的中心間隔為76.926±0.005mm，透鏡四與透鏡五之間的中心間隔為0.974±0.005mm，透鏡五與透鏡六之間的中心間隔為0mm，透鏡六與透鏡七之間的中心間隔為0.535±0.005mm，透鏡七與透鏡八之間的中心間隔為0.5±0.005mm。

7.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：透鏡一所用材質(zhì)為h-zlaf51，透鏡二所用材質(zhì)為h-zlaf55d，透鏡三所用材質(zhì)為h-zlaf69a，透鏡四所用材質(zhì)為h-zlaf50e，透鏡五所用材質(zhì)為h-zlaf68c，透鏡六所用材質(zhì)為h-zf88，透鏡七所用材質(zhì)為h-laf2，透鏡八所用材質(zhì)為h-zf13。

8.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：透鏡一的外徑為35～40mm，透鏡二的外徑為58±0.02mm，透鏡三的外徑為44±0.02mm，透鏡四的外徑為40～50mm，透鏡五的外徑為50±0.02mm，透鏡六的外徑為50±0.02mm，透鏡七的外徑為50±0.02mm，透鏡八的外徑為28～50mm。

9.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：適用于1030nm的飛秒激光器。

10.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，其特征在于：入射光直徑12.5mm，搭配d14的振鏡進(jìn)行掃描加工，聚焦光斑小于3um；聚焦光斑為圓斑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于飛秒激光器的精密加工掃描鏡頭，包含沿入射方向依次設(shè)置的透鏡一、透鏡二、透鏡三、透鏡四、透鏡五、透鏡六、透鏡七和透鏡八；其中，透鏡一為具有負(fù)屈光率的凹凸透鏡，透鏡二為具有正屈光率的凹凸透鏡，透鏡三為具有正屈光率的凸凹透鏡，透鏡四為具有負(fù)屈光率的凹凸透鏡，透鏡五為具有正屈光率的雙凸透鏡，透鏡六為具有負(fù)屈光率的雙凹透鏡，透鏡七為具有正屈光率的雙凸透鏡，透鏡八為具有負(fù)屈光率的凸凹透鏡。本發(fā)明用于飛秒激光器的精密加工鏡頭，可匹配D14的振鏡，實現(xiàn)聚焦光斑小于3um，大大地提高了加工效率，且聚焦光斑為圓斑，不會橢圓化，熱影響區(qū)域小，實現(xiàn)了高度精密的加工；可以用來加工各種金屬、玻璃、鉆石等材料。

技術(shù)研發(fā)人員：王靜,朱敏,王國力,吳玉堂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京波長光電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17