Ұшатын лазерлік дәнекерлеу бастарының толық қысқаша мазмұны

Толық қысқаша мазмұныҰшатын лазерлік дәнекерлеу бастары

Ол компоненттердің атауларын, анықтамаларын, принциптерін, жобалау параметрлерін және формула есептеулерін қамтиды және мыналарға қолданыладыжоғары жылдамдықты сканерлеу дәнекерлеуі(мысалы, гальванометрлік жүйелер) немесе қашықтан дәнекерлеу қолданбалары.

1. Ұшатын дәнекерлеу лазерлік дәнекерлеу бастарының құрамы және анықтамасы

Ұшатын дәнекерлеу (сканерлеуші ​​лазерлік дәнекерлеу) лазер сәулелерін шағылыстыратын жоғары жылдамдықты гальванометр арқылы динамикалық фокустауды жүзеге асырады және үлкен аумаққа жәнежоғары жылдамдықты дәнекерлеуОның негізгі компоненттері келесідей:

1. Сәулелік коллимация модулі

Коллиматор

Функциясы: Оптикалық талшықтан шығатын дивергентті лазерді (NA=0.1~0.22) параллель сәулеге түрлендіру.

Негізгі параметрлер: фокустық қашықтық fcoll, коллимацияланған сәуленің диаметрі Dcoll.

Формула:

1.2 Гальванометрлік сканерлеу жүйесі

X/Y осі бар гальво айнасы

Функциясы: Екі өлшемді жазықтықты сканерлеуге қол жеткізу үшін жоғары жылдамдықты айналатын айна арқылы жарық сәулесінің бағытын өзгерту.

Негізгі параметрлер: Сканерлеу жылдамдығы (әдетте ≥10 м/с), қайталау позициялау дәлдігі (<±5μрад), айна өлшемі (сәуленің диаметрін Dcoll жабуы керек).

Гальванометрлік қозғалтқыш: <1 мс жауап беру уақыты бар серво қозғалтқыш немесе гальванометрлік қозғалтқыш.

1.3 Динамикалық фокустау модулі (F-тета линзасы немесе гальванометр + жалпақ өрісті линза)

F-тета линзасы

Функциясы: Фокустың тұрақтылығын сақтау үшін гальванометрдің ауытқу бұрышын жазықтықтағы сызықтық ығысуға айналдырыңыз.

Негізгі формулалар:

2. Жұмыс принципі

Сәуле жолы: Лазер → Коллиматор → X гальванометр → Y гальванометр → F-Тета линзасы → Дайындама беті.

Динамикалық фокустау:

Гальванометрдің ауытқу бұрышы θ болғанда, фокустық позиция (x, y) F-Theta линзасымен келесідей түрлендіріледі:

3. Негізгі жобалау параметрлері мен формулалары

3.1 Дақ өлшемін есептеу

Фокусталған нүктенің диаметрі d (дифракция шегі):

3.2 Сканерлеу диапазоны және гальванометр бұрышы

Максималды сканерлеу диапазоны L:

3.3 Дәнекерлеу жылдамдығы және үдеу

Сызықтық жылдамдық v

3.4 Фокус тереңдігі (DOF)

3.5 Қуат тығыздығы және энергия кірісі

Қуат тығыздығы I:

Энергия тығыздығы E (импульстік дәнекерлеу):

4. Аберрациялар және оңтайландыру дизайны

4.1 F-Theta линзасының аберрациясын түзету

Бұрмалану: Ол r∝θ мәнін қанағаттандыруы керек, ал сызықтық емес бұрмалану <0,1% болуы керек.

Өріс қисықтығы: Көп линзалы топтар арқылы жазық өрісті жобалаңыз.

4.2 Гальванометрді синхрондау қатесі

Эллипс тәрізді дақтарды болдырмау үшін X/Y гальванометрінің кідірісі <1 мкс болуы керек.

5. Дизайн процесінің мысалы

Кіріс талаптары: Сканерлеу диапазоны L, нүкте өлшемі d, дәнекерлеу жылдамдығы v. F-Theta линзасын таңдаңыз: fθ мәнін L=2fθtan(θmax) бойынша анықтаңыз.

Гальванометр параметрлерін есептеңіз: бұрыштық жылдамдық ω=v/fθ және гальванометрдің жұмысын тексеріңіз.

Дақ сапасын тексеру: Zemax/OpticStudio арқылы линзалар тобының ауытқуларын оңтайландырыңыз.

6. Сақтық шаралары

Жылуды басқару: Гальванометрлер мен линзаларды жоғары қуатта (мысалы, >1 кВт) сумен салқындату қажет.

Соқтығысудан қорғау: Гальванометрлер механикалық соқтығысуды болдырмау үшін шұғыл тежеуді қажет етеді.

Калибрлеу: Оптикалық жолдың коаксиалдылығын үнемі калибрлеп отырыңыз (ауытқу <0,05 мм).