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用于激光加工的电动可调透镜——支持紧凑型2.5D/3D扫描头和在线检测

时间:2021-08-19 来源:新特光电 访问量:1012

用于激光加工的电动可调光学解决方案在光斑尺寸、稳定性、可重复性和使用寿命方面提供最高性能,同时去除笨重且昂贵的平移光学器件和 f-theta 透镜。有多种比较优势:

  • 大z轴范围和大面积打标 (LAM)

  • 快速精确的 z 轴控制

  • 恒定且小的光斑尺寸

  • 紧凑的外形和轻的重量

  • 与模拟和数字控制选项轻松集成

  • 同轴视觉检测

EL-10-42-OF是Optotune具有集成光学反馈的优质聚焦可调透镜,是要求高的激光加工系统的理想选择,在这些系统中,通常需要对大3D体积进行快速光束扫描。它可用于NIR (950-1100nm) 和绿色 (532nm) 波长的所有主要工业激光应用:标记、雕刻、焊接、锡焊、切割、烧蚀、结构化、增材制造。

2.5D激光加工

许多激光行业依赖于一个平面上的稳定激光性能,偶尔或频繁地跳转到不同的 z 高度。通常采用带有电动光学元件的系统,既笨重又缓慢。将紧凑型EL-10-42轻松添加到带有f-theta镜头的标准设置中,可在大z 轴范围内快速灵活地调整工作距离,无需机械平台。

例如,使用f=160 mm f-theta镜头,可以实现高达100mm的z范围,如下图所示。用于2.5D应用的EL-10-42-OF通常在模拟信号配置中实现,其中EL-E-OF-A控制器板通过监控其光学反馈和温度来控制镜头的光功率,允许在毫秒内进行大z轴变化。

带有EL-10-42、振镜扫描仪和f-theta透镜的2.5D激光打标配置

带有EL-10-42、振镜扫描仪和f-theta透镜的2.5D激光打标配置

在三种典型的f-theta配置中使用EL-10-42标记场和z轴范围

在三种典型的f-theta配置中使用EL-10-42标记场和z轴范围

3D激光加工

真正的 3D 激光加工是行业中的一项特殊挑战,因为速度、z 范围或光斑均匀性都会受到影响。EL-10-42-OF 的配置,如下所示,通常由使用 XY2-100 协议的数字控制器支持,解决了所有这些缺点,同时提供高速(高达 6 m/s)、大扫描场和 z 范围(高达 1000x1000 毫米),以及整个体积中恒定的光斑尺寸。此外,这种配置不需要 f-theta 透镜,因为平场是由 EL-10-42-OF 本身完成的;只需要标准的现成光学元件来定义起始工作距离。

配备EL-10-42、振镜扫描仪和标准光学镜头的3D激光打标配置

配备EL-10-42、振镜扫描仪和标准光学镜头的3D激光打标配置

两种配置中激光光斑尺寸(以微米为单位)的比较

两种配置中激光光斑尺寸(以微米为单位)的比较:典型的f-theta配置和带有EL-10-42-OF和标准光学器件的Optotune配置。

使用EL-10-42-OF和Scaps数字控制器进行快速3D激光加工

使用EL-10-42-OF和Scaps数字控制器进行快速3D激光加工

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使用EL-10-42-OF以恒定光斑尺寸进行大面积打标(1x1m)

在线检测

同样基于液体透镜技术的在线检测功能通过在加工前、加工中和加工后添加材料的视觉质量控制,实现了激光加工的完全自动化。

除了用于检查的自动对焦外,Optotune基于EL-16-40的模块还可以使用焦深 (DFF) 对比度算法可靠地测量物距。这允许随后在不到一秒的时间内调整正确标记平面上的焦距。在激光光束路径之外,EL-16-40 透镜可以集成在这种配置中,而不管激光功率等级如何。

EL-10-42-OF 透镜同时用于激光加工和在线检测的配置可使激光功率水平高达 50 W 的系统受益。在这种情况下,内联相机只需要简单的相机光学元件。这种方法不仅大大简化了设置并降低了成本,而且在整个增加的标记体积中提供了恒定的激光光斑和恒定的图像分辨率。

带有EL-16-40可调镜头的在线检测配置

带有EL-16-40可调镜头的在线检测配置

带有EL-10-42可调镜头的在线检测配置

带有EL-10-42可调镜头的在线检测配置

用于激光应用的二维反射镜

使用 Optotune 的2D 反射镜,无论是否配备可调镜头,都可以轻松实现众多紧凑且廉价的系统。应用范围从医疗(眼科)用例(通常使用可见光中的低功率(高达 1 W)脉冲或连续激光器)到用于表面清洁等应用的 NIR 中明显更强大的激光束。

MR-15-30 2D 反射镜的反射镜尺寸为 15 毫米,在其标准非共振配置(双轴准静态)下可实现高达 +/- 50° 的光学偏转(100° FOV)。该反射镜还包括一个位置反馈系统,可通过不同的标准金属(金或银)和介电涂层对其进行精确的 PID 控制。

配置2D反射镜和(可选)可调谐透镜

配置2D反射镜和(可选)可调谐透镜,用于激光应用

电动调焦透镜EL-10-42-OF

带有集成专有 OF(光学反馈)机制的电动调焦透镜EL-10-42-OF专用于2.5D和3D激光加工应用,并在光斑质量和速度方面设定了最高标准。 借助-2.0至+2.0屈光度的调焦范围,可以在沿z 轴的大范围内控制光斑(工作距离变化高达250mm),并具有<0.02 dpt 的长期重复性。 EL-10-42-OF针对在NIR(950-1100nm) 或532nm高达50W的情况下使用进行了优化。

EL-10-42-OF及其细节

EL-10-42-OF及其细节

EL-10-42-OF是一系列激光加工应用的理想选择:

  • 激光打标和雕刻

  • 激光清洗、焊接、钻孔

  • 3D打印、增材制造、显微镜

  • 激光投影模板

  • 微加工

  • OCT,医学(眼科)

带位置反馈的双轴音圈镜MR-15-30

MR-15-30是需要在紧凑外形中实现大偏转的应用的理想选择。MR-15-30的反射镜尺寸为15mm,可实现高达+/- 25° 的机械倾斜,从而导致高达+/- 50° 的光学偏转。该反射镜包括一个位置反馈系统,可通过标准PID控制器对其进行精确控制。执行器基于成熟的音圈技术。与振镜系统相比,虚拟旋转点非常靠近镜面。镜子可以根据要求制造有各种涂层,如金、受保护的银和其他涂层,包括电介质。

带位置反馈的双轴音圈镜MR-15-30

MR-15-30-G和MR-15-30-PS

MR-15-30非常适合矢量扫描和傻瓜相机应用。如果您希望以更高的速度进行光栅扫描,我们推荐MR-10-30系列。

应用

  • 汽车(激光雷达、动态大灯、ADAS)

  • 视觉(FOV 扩展,AOI 选择)

  • 医疗激光治疗

  • 光自由空间通信

  • 激光加工

  • 生物识别(眼动追踪)

  • 眼科(眼底照相机,OCT)

  • 3D打印

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