[实用新型]一种单片式的10.6微米用平场镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光场镜领域，特别涉及一种单片式的10.6微米用平场镜。

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。

激光打标机在非金属材料表面，如塑料、木材、皮革、橡胶、ABS亚克力等材料表面进行打标时，激光打标机的镜头采用CO₂激光镜头。为了使光纤聚焦性更好，CO₂激光镜头通常采用平场镜，该平场镜的焦距为160mm，λ=10640nm。

激光束穿过CO₂激光镜头，在成像面上聚焦点过大，中心和边缘聚焦点直径不均匀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单片式的10.6微米用平场镜，调整镜头镜片的曲率，缩小聚焦点，聚焦点直径更加均匀。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种单片式的10.6微米用平场镜，设置在振镜和成像面之间，包括镜筒，镜筒内嵌设弯月凸透镜，弯月凸透镜靠近振镜的曲面曲率半径为-96.6mm～-87.4mm，弯月凸透镜远离振镜的曲面曲率半径为-70.35mm～-63.65mm，弯月凸透镜沿光轴的厚度为4.6mm。

优选地，弯月凸透镜靠近振镜的曲面曲率半径为-92mm，弯月凸透镜远离振镜的曲面曲率半径为-67mm，弯月凸透镜沿光轴的厚度为4.6mm。

采用以上技术方案，镜筒内设置弯月凸透镜，弯月凸透镜背离振镜弯曲，振镜与弯月凸透镜之间的间距通常为25-35mm。激光束穿过弯月凸透镜，弯月凸透镜的反射焦点为46mm，大于振镜与弯月凸透镜之间的间距。激光束穿过弯月凸透镜之后，反射焦点距离振镜较远，不会烧坏振镜。此外，激光束穿过该弯月凸透镜的聚焦点直径大约为200微米，小于市场上CO₂场镜的聚焦点直径（300微米）。

进一步地，弯月凸透镜所用材料为ZnSe。

采用以上技术方案，ZnSe材料在0.5-22微米的波长范围内具有较高的透过率，以免激光产生的热量在弯月凸透镜内部聚集，导致弯月凸透镜变形，影响弯月凸透镜的焦距。

进一步地，镜筒包括卡接弯月凸透镜的嵌槽，嵌槽的深度为2mm。

目前市场上的弯月凸透镜的边缘厚度为2.5-7mm，嵌槽的深度设置为2mm。即使目前市场上边缘最薄的弯月凸透镜放置在嵌槽内，弯月凸透镜仍有部分超出嵌槽，方便操作者将弯月凸透镜放置在嵌槽内。

进一步地，镜筒内靠近嵌槽的位置处开设安装环槽，安装环槽的直径大于嵌槽的直径，安装环槽处螺纹连接压紧弯月凸透镜的压圈。

采用以上技术方案，弯月凸透镜放入嵌槽之后，转动压圈，压圈压紧弯月凸透镜，进而对弯月凸透镜进行固定。

进一步地，嵌槽与安装环槽之间留有安装间隙。

弯月凸透镜放入嵌槽之后，弯月凸透镜超出嵌槽一部分，操作者借助安装工具在安装间隙内活动，对弯月凸透镜进行安装。

进一步地，安装环槽的高度为5.5mm。

进一步地，安装间隙的长度为1.5mm。

即使在镜筒中安装厚度为7mm的弯月凸透镜，弯月凸透镜嵌入2mm的嵌槽之后，安装环槽上还留有2mm的间隔用于安装压圈。采用这种设计，市场上不同厚度的弯月凸透镜均可使用该镜筒安装。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、调整弯月凸透镜的曲率半径，以及弯月凸透镜两个曲面的厚度，激光束透过弯月凸透镜的反射焦点远离振镜，以免弯月凸透镜的反射焦点烧坏振镜；

2、镜筒内设置高度为2mm的嵌槽，并且在靠近嵌槽的位置处留有1.5mm的安装间隙和5.5mm的安装环槽。目前市场上边缘厚度为2.5-7mm的弯月凸透镜均可以安装在该镜筒内。

附图说明

图1是实施例一中单片式的10.6微米用平场镜的结构示意图；

图2是实施例一中单片式的10.6微米用平场镜的剖视图；

图3是实施例一中单片式的10.6微米用平场镜的组装结构图；

图4是实施例一中单片式的10.6微米用平场镜的光学追迹图；

图5是实施例一中单片式的10.6微米用平场镜的聚焦点点列图；

图6是实施例二中单片式的10.6微米用平场镜的聚焦点点列图；