二維激光掃描系統(tǒng)中大工作面f-θ透鏡設(shè)計(jì).pdf

1、f-θ透鏡是二維激光掃描系統(tǒng)中的一種關(guān)鍵的具有特殊要求的透鏡,二維激光掃描系統(tǒng)包括激光打標(biāo)機(jī)、激光打印機(jī)、激光打孔機(jī)等精密設(shè)備。本論文研究了超大視場(chǎng)大工作面f-θ透鏡和大工作面變焦f-θ透鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)。采用望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu),利用視角放大率增大掃描角,得到了超大視場(chǎng)900f-θ透鏡。運(yùn)用物像交換補(bǔ)償變焦原理,結(jié)合f-θ鏡設(shè)計(jì)了大工作面變焦f-θ透鏡。將衍射光學(xué)應(yīng)用到光學(xué)設(shè)計(jì)中,很好地校正了兩f-θ透鏡的軸外點(diǎn)像差。
　　本論文從初級(jí)像差理

2、論出發(fā),分析了f-θ透鏡中存在的主要像差。求解PW表示的初級(jí)像差方程組得到f-θ透鏡的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件,結(jié)合f-θ透鏡的像差要求,建立合理的優(yōu)化函數(shù),優(yōu)化后得到了超大視場(chǎng)大工作面f-θ透鏡和大工作面變焦f-θ透鏡。設(shè)計(jì)結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的兩種大工作面f-θ透鏡具有相對(duì)畸變小、能量集中度高和像面相對(duì)照度分布均勻等優(yōu)點(diǎn),聚焦性能能夠達(dá)到衍射極限。
　　本論文主要論述了:
　　(1)闡述了f-θ透鏡的特性,通

3、過引入負(fù)畸變使得像高與掃描角成線性關(guān)系。介紹了f-θ透鏡中存在的主要像差,要校正像差,透鏡應(yīng)采用分離鏡片結(jié)構(gòu),且應(yīng)使透鏡中盡可能多的鏡面彎向光闌。
　　(2)利用望遠(yuǎn)鏡的視角放大率這一特性增大掃描角,得到了超大視場(chǎng)900f-θ透鏡。采用折/衍混雜設(shè)計(jì),可以更好地校正像差。建立合理的優(yōu)化函數(shù)對(duì)該透鏡進(jìn)行優(yōu)化,得到了適合二維激光掃描系統(tǒng)的f-θ透鏡。
　　(3)將變焦原理應(yīng)用到f-θ透鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)中,采用物像交換補(bǔ)償系統(tǒng),設(shè)計(jì)得