专利名称：紫外激光聚焦镜头、激光打标机及激光刻划机的利记博彩app
技术领域：
本发明属于光学镜头领域，尤其涉及一种紫外激光聚焦镜头、激光打标机及激光刻划机。
背景技术：
随着激光加工的不断发展，需要加工的介质品种日益增加，要求加工出来的效果也越来越精细。尤其是一些特殊材料，它们对激光的波长都有特殊的要求。波长为1064nm 或532nm的激光已不适用于某些材料的加工；还有些材料即使能用波长为1064nm或532nm 的激光进行加工，但加工效果不够精细、清晰。目前正在兴起的一种波长为355nm的紫外激光，该紫外激光可适应某些特殊介质 (材料)的放大吸收。跟波长为1064nm或532nm的激光相比，波长为355nm的紫外激光有更小的弥散圆和更高的分辨率，聚焦光斑极小。由公式δ =2.44Xf/D(其中δ为瑞利斑直径，λ为波长，f为焦距，D为入瞳距离)，可知光学系统的参数(f/D)相同时，紫外激光的瑞利斑直径仅为红外激光(λ = 1064nm)的1/3或绿色激光(λ = 532nm)的激光1/1. 5。这样，紫外激光可以做到精细加工，工件加工的效果更精细、清晰，效率更高。而紫外激光经现有镜头聚焦后，能量呈高斯分布即光束中心的能量高、边缘的能量低，分布不均勻。刻划出的线条中心较亮、边缘逐渐暗淡，极大地影响了紫外激光的加工效果。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种紫外激光聚焦镜头，旨在解决紫外激光经现有镜头聚焦后，能量分布不均勻，极大影响紫外激光加工效果的问题。本发明实施例是这样实现的，一种紫外激光聚焦镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜位于同一光轴上；所述第一透镜为曲面向着光线入射方向弯曲的弯月型透镜，所述第二透镜为双凸型透镜，所述第三透镜为曲面背着光线入射方向弯曲的弯月型透镜；当波长为355nm的紫外激光经所述镜头聚焦，其焦距f为30mm，入瞳直径D为15mm。本发明实施例的另一目的在于提供一种激光打标机，所述激光打标机具有上述紫外激光聚焦镜头。本发明实施例的另一目的在于提供一种激光刻划机，所述激光刻划机具有上述紫外激光聚焦镜头。本发明实施例通过在沿光线的入射方向依次设置弯月型透镜、双凸型透镜和弯月型透镜构成紫外激光聚焦镜头，本聚焦镜头可将“高斯”分布的光束整形成“高帽型”分布的光束，能量分布均勻，可实现超精细加工，加工效果更加整齐、清晰。
图1是本发明实施例提供的聚焦镜头的结构示意图；图2是本发明实施例提供的聚焦镜头的弥散斑图；图3是本发明实施例提供的聚焦镜头的能量集中度图；图4是“高斯”光束的能量分布图；图5是“高帽型”光束的能量分布图；图6是紫外激光经本聚焦镜头所刻划出线条的效果图；图7是本发明实施例提供的聚焦镜头的光学传递函数MTF图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例中，沿光线的入射方向依次设置弯月型透镜、双凸型透镜和弯月型透镜构成紫外激光聚焦镜头，紫外激光经本镜头聚焦能量分布均勻，可进行超精细加工，加工效果更加整齐、清晰。本发明实施例提供的紫外激光聚焦镜头包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜位于同一光轴上；所述第一透镜为曲面向着光线入射方向弯曲的弯月型透镜，所述第二透镜为双凸型透镜，所述第三透镜为曲面背着光线入射方向弯曲的弯月型透镜；当波长为355nm的紫外激光经所述镜头聚焦，其焦距f为30mm，入瞳直径D为15mm。 本发明实施例提供的激光打标机具有上述紫外激光聚焦镜头。本发明实施例提供的激光刻划机具有上述紫外激光聚焦镜头。如图1所示，本发明实施例提供的紫外激光聚焦镜头具有曲面向着光线入射方向弯曲的第一透镜1、第二透镜2和曲面背着光线入射方向弯曲的第三透镜3，该三个透镜位于同一光轴上，沿光线的入射方向依次设置。
曲面S曲率半径R (mm)面间隔d(mm)材料Nd/Vd1-1641.46/682-250. 234231.46/684-460. 25232. 51.46/686140权利要求
1.一种紫外激光聚焦镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜位于同一光轴上；所述第一透镜为曲面向着光线入射方向弯曲的弯月型透镜，所述第二透镜为双凸型透镜，所述第三透镜为曲面背着光线入射方向弯曲的弯月型透镜；当波长为355nm的紫外激光经所述镜头聚焦，其焦距f为 30mm,入瞳直径D为15mm。
2.如权利要求1所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述镜头的后工作距离为 28. 8mmο
3.如权利要求1所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述第一透镜具有第一曲面 Sl和第二曲面S2，所述第一曲面Sl的曲率半径Rl的期望值为-16mm，所述第二曲面S2的曲率半径R2的期望值为-25mm ；所述第二透镜具有第三曲面S3和第四曲面S4,所述第三曲面S3的曲率半径R3的期望值为42mm，所述第四曲面S4的曲率半径R4的期望值为-46mm ； 所述第三透镜具有第五曲面S5和第六曲面S6，所述第五曲面S5的曲率半径R5的期望值为 23mm，所述第六曲面S6的曲率半径R6的期望值为140mm ；各曲率半径的公差均不超过各自期望值的5%。
4.如权利要求3所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述第一透镜在光轴上的中心厚度dl的期望值为4mm，所述第二透镜在光轴上的中心厚度d3的期望值为3mm，所述第三透镜在光轴上的中心厚度d5的期望值为2. 5mm ；各中心厚度的公差均不超过各自期望值的5%。
5.如权利要求4所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜均由同一材料Ndl:Vdl制成，所述材料Ndl:Vdl的期望值为1.46/68，其公差不超过期望值的5%，其中Ndl表示各透镜的材料在波长λ = 355nm的d线处的折射率，Vdl表示各透镜的材料在波长λ = 355nm的d线处的阿贝数。
6.如权利要求5所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述第二曲面S2与第三曲面 S3的面间隔d2的期望值为0. 2mm，所述第四曲面S4与第五曲面S5的面间隔d4的期望值为0. 2mm，各面间隔的公差均不超过各自期望值的5%。
7.如权利要求6所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述第三透镜与成像面之间设有第四透镜，所述第四透镜为具有第七曲面S7和第八曲面S8的平板透镜；所述第四透镜的材料Ndl:Vdl的期望值为1.46/68，其公差不超过期望值的5% ；其中Ndl表示第四透镜的材料在波长λ = 355nm的d线处的折射率，Vdl表示第四透镜的材料在波长λ = 355nm 的d线处的阿贝数。
8.如权利要求7所述的紫外激光聚焦镜头，其特征在于，所述第七曲面S7的曲率半径 R7的期望值为0mm，所述第八曲面S8的曲率半径R8的期望值为0mm，所述第四透镜在光轴上的厚度d7的期望值为1mm，其中曲率半径R7、曲率半径R8以及厚度d7的公差均不超过各自期望值的5%。
9.一种激光打标机，其特征在于，所述激光打标机具有如权利要求1 8任一项所述的紫外激光聚焦镜头。
10.一种激光刻划机，其特征在于，所述激光刻划机具有如权利要求1 8任一项所述的紫外激光聚焦镜头。
全文摘要
本发明适用于光学镜头领域，提供了一种紫外激光聚焦镜头、激光打标机及激光刻划机，所述紫外激光聚焦镜头包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜位于同一光轴上；所述第一透镜为曲面向着光线入射方向弯曲的弯月型透镜，所述第二透镜为双凸型透镜，所述第三透镜为曲面背着光线入射方向弯曲的弯月型透镜；当波长为355nm的紫外激光经所述镜头聚焦，其焦距f为30mm，入瞳直径D为15mm。本发明通过在沿光线的入射方向依次设置弯月型透镜、双凸型透镜和弯月型透镜构成紫外激光聚焦镜头，本聚焦镜头可将“高斯”分布的光束整形成“高帽型”分布的光束，能量分布均匀，可实现超精细加工，加工效果更加整齐、清晰。
文档编号B41J2/435GK102262282SQ20101019050
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者周朝明, 李家英, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司