二維激光掃描系統(tǒng)中大工作面f-θ透鏡設計.pdf

1、f-θ透鏡是二維激光掃描系統(tǒng)中的一種關鍵的具有特殊要求的透鏡,二維激光掃描系統(tǒng)包括激光打標機、激光打印機、激光打孔機等精密設備。本論文研究了超大視場大工作面f-θ透鏡和大工作面變焦f-θ透鏡的光學設計。采用望遠鏡結構,利用視角放大率增大掃描角,得到了超大視場900f-θ透鏡。運用物像交換補償變焦原理,結合f-θ鏡設計了大工作面變焦f-θ透鏡。將衍射光學應用到光學設計中,很好地校正了兩f-θ透鏡的軸外點像差。
　　本論文從初級像差理

2、論出發(fā),分析了f-θ透鏡中存在的主要像差。求解PW表示的初級像差方程組得到f-θ透鏡的初始結構參數。利用ZEMAX光學設計軟件,結合f-θ透鏡的像差要求,建立合理的優(yōu)化函數,優(yōu)化后得到了超大視場大工作面f-θ透鏡和大工作面變焦f-θ透鏡。設計結果表明:所設計的兩種大工作面f-θ透鏡具有相對畸變小、能量集中度高和像面相對照度分布均勻等優(yōu)點,聚焦性能能夠達到衍射極限。
　　本論文主要論述了:
　　(1)闡述了f-θ透鏡的特性,通

3、過引入負畸變使得像高與掃描角成線性關系。介紹了f-θ透鏡中存在的主要像差,要校正像差,透鏡應采用分離鏡片結構,且應使透鏡中盡可能多的鏡面彎向光闌。
　　(2)利用望遠鏡的視角放大率這一特性增大掃描角,得到了超大視場900f-θ透鏡。采用折/衍混雜設計,可以更好地校正像差。建立合理的優(yōu)化函數對該透鏡進行優(yōu)化,得到了適合二維激光掃描系統(tǒng)的f-θ透鏡。
　　(3)將變焦原理應用到f-θ透鏡的光學設計中,采用物像交換補償系統(tǒng),設計得