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描述
产品概述
消色差F-Theta场镜 f=210mm 是专为1064nm激光加工+633nm同轴视觉监控应用设计的双波长消色差扫描场镜。该场镜通过特殊的多片式消色差光学设计，同时对1064nm加工激光和633nm可见光进行像差校正，使激光聚焦平面与CCD摄像头可视聚焦平面精确重合，实现真正的同轴视觉（Coaxial Vision）——即通过同一光路既能加工又能观察，摄像头看到的焦点位置就是激光加工的焦点位置。
传统的单波长F-Theta场镜仅对1064nm优化设计，633nm可见光（用于CCD摄像头监控）通过时会因色差导致焦点偏移，摄像头观察到的位置与实际激光加工位置不一致，视觉定位误差可达数毫米。消色差场镜通过特殊的光学玻璃组合（不同色散特性的玻璃配对）消除1064nm和633nm之间的色差，使两个波长的焦平面重合，视觉定位精度从毫米级提升至亚像素级，为高精度激光加工提供了可靠的视觉引导能力。
f=210mm焦距配合30mm入瞳光束直径，提供 Ø185mm（145×130mm）的扫描幅面，扫描角度±25°，聚焦光斑约13.7µm。233mm的工作距离为安装同轴视觉模块（CCD摄像头+分光镜+照明光源）提供了充裕空间。安装螺纹M112×1/M102×1/M95×1可选，适配大口径振镜扫描头。
核心特点
🔷 1064nm+633nm双波长消色差设计
这是本产品最核心的技术特征。通过精密的多片式消色差光学设计（采用不同色散特性的光学玻璃配对，如冕牌玻璃+火石玻璃组合），同时对1064nm和633nm两个波长进行像差校正，消除两个波长之间的轴向色差。结果是1064nm激光和633nm可见光的焦平面精确重合——摄像头在633nm照明下观察到的焦点，就是1064nm激光实际加工的位置。这从根本上解决了传统场镜在视觉引导应用中的色差偏移问题。
🔷 同轴视觉 实时过程监控
配合同轴视觉模块（分光镜+CCD/CMOS摄像头+环形照明），可实现：（1）加工前定位——通过摄像头观察工件上的标刻位置，确认无误后再启动激光；（2）加工中监控——实时观察激光加工过程，及时发现异常；（3）加工后检验——摄像头拍摄加工结果，自动检测缺陷。全程通过同一光路进行，视觉与加工同轴无偏差，无需额外的旁轴摄像头和位置校正。
🔷 30mm大入瞳 高分辨率聚焦
30mm入瞳光束直径是消色差场镜的标称设计值，在此入瞳下聚焦光斑约13.7µm。大入瞳配合210mm焦距实现了良好的光斑精度和扫描幅面平衡。30mm入瞳要求搭配14光斑或15光斑振镜，以及5X~8X扩束镜。
🔷 233mm工作距离 集成视觉模块
233mm的工作距离为在振镜与场镜之间或场镜下方安装同轴视觉模块提供了充裕空间。典型的同轴视觉模块包含分光镜（将633nm照明光引入光路）、CCD/CMOS摄像头（采集633nm图像）和LED环形照明光源，整体高度约50–100mm。长工作距离确保安装视觉模块后仍有足够的聚焦距离余量。
技术参数
| 参数项 | 规格 |
|---|---|
| 产品名称 | 消色差F-Theta场镜 |
| 设计波长 | 1064nm + 633nm（双波长消色差） |
| 镜片材料 | 消色差光学玻璃组合 |
| 有效焦距 | 210mm |
| 工作距离 (WD) | 232.3mm |
| 入瞳光束直径 | 30mm |
| 扫描角度 | ±25° |
| 扫描幅面 | Ø185mm（145×130mm） |
| 聚焦光斑直径 (1/e²) | 约13.7µm（30mm入瞳） |
| 镜筒外径 | Ø140mm |
| 安装螺纹 | M112×1 / M102×1 / M95×1 可选 |
| 透过率 (1064nm) | ＞98% |
| 透过率 (633nm) | ＞95% |
消色差 vs 普通场镜对比
| 特性 | 普通F-Theta场镜 | 消色差F-Theta场镜 ★ |
|---|---|---|
| 设计波长 | 单波长（如1064nm） | 双波长（1064nm+633nm） |
| 色差校正 | 仅对设计波长校正 | 同时对1064nm和633nm校正 |
| 633nm焦点偏移 | 数毫米（严重） | 近零（精确重合） |
| 视觉定位精度 | 毫米级（需软件补偿） | 亚像素级（无需补偿） |
| 同轴视觉 | 不可用（偏差太大） | 完全支持 |
| 镜片数量 | 较少（3-5片） | 较多（5-7片，消色差设计） |
| 价格 | 较低 | 较高（消色差设计成本） |
| 适用场景 | 普通标刻、焊接（无需视觉） | 视觉引导精密加工、在线检测 |
同轴视觉系统架构
消色差场镜是实现同轴视觉的核心光学元件，但完整的同轴视觉系统还需要以下组件配合：
- 分光镜（Beam Splitter）：安装在振镜后方、场镜前方的光路中，将633nm照明光引入光路，同时允许1064nm激光透过
- CCD/CMOS摄像头：安装在分光镜的反射光路中，接收通过场镜返回的633nm图像信号
- 633nm LED照明：提供同轴照明，照亮工件表面使摄像头能够清晰成像
- 视觉处理软件：处理摄像头采集的图像，实现目标识别、位置定位、加工路径规划等功能
同轴视觉系统的工作流程：（1）633nm LED照明光经分光镜反射后沿光路下行，通过场镜照亮工件；（2）工件表面的反射光通过场镜上行，经分光镜透射后被CCD摄像头接收；（3）视觉处理软件分析图像，识别目标位置；（4）1064nm激光沿同一光路下行（透过分光镜），在视觉识别的位置进行精确加工。由于消色差场镜确保1064nm和633nm的焦平面重合，视觉定位与激光加工完全一致。
应用场景
1. 视觉引导精密标刻
在电子元器件、IC芯片、PCB板上标刻时，需要精确定位标刻位置。通过同轴视觉系统识别芯片上的定位标记或预印刷图案，自动计算标刻坐标，确保每个芯片的标刻位置精确一致。消色差场镜保证视觉定位与激光加工位置零偏差，标刻位置精度可达±10µm。
2. 自动化产线在线加工
在自动化产线上，工件通过传送带或机械手到达加工工位，位置存在一定偏差。同轴视觉系统可实时识别工件位置和姿态，自动补偿位置偏差后进行激光加工。消色差场镜确保视觉识别的位置与实际加工位置一致，无需额外的位置校正步骤，提高产线节拍。
3. 激光微加工质量在线检测
在精密微钻孔、微切割等应用中，加工后需要立即检查加工质量（孔径、切缝宽度等）。同轴视觉系统可在加工后立即拍摄加工结果图像，通过图像分析自动判定合格与否。消色差场镜确保检测视野与加工区域精确对应。
4. 半导体晶圆标刻与切割
半导体晶圆上的芯片标刻和切割需要极高的定位精度。同轴视觉系统可识别晶圆上的对准标记（Alignment Mark），自动对准后进行标刻或切割。消色差场镜的双波长重合特性确保视觉对准精度不受色差影响。
5. 锂电池极耳焊接视觉引导
动力电池极耳焊接对焊接位置精度要求极高，偏差过大会导致焊接不良甚至短路。同轴视觉系统可实时识别极耳位置，引导激光精确焊接。消色差场镜配合633nm同轴照明，在金属表面获得清晰的图像。
安装与使用注意事项
- 振镜匹配：30mm入瞳需要搭配14光斑或15光斑振镜（如SCANLAB hurrySCAN-14/15），以及5X~8X扩束镜
- 安装螺纹：本产品镜筒外径Ø140mm，安装螺纹为M112×1/M102×1/M95×1可选，需确认与您的振镜接口匹配
- 视觉模块安装：分光镜安装在振镜与场镜之间的光路中，需设计专用安装支架。分光镜规格：T＞95%@1064nm，R＞90%@633nm，45°放置
- 摄像头选型：建议使用1/2英寸或2/3英寸CMOS传感器，分辨率≥200万像素。镜头需与场镜的633nm焦距匹配
- 照明方式：633nm环形LED同轴照明效果最佳，也可使用白光LED+633nm带通滤光片方案
- 校准：安装完成后需进行视觉-激光同轴度校准：用633nm照明拍摄标定板，然后1064nm低功率激光在相同位置标刻，验证两者位置一致性
为什么选择高飞激光？
高飞激光（SOAR-LASER）是消色差F-Theta场镜的专业供应商，提供从选型到视觉系统集成的全流程服务：
- ✅ 消色差场镜专业供应：1064nm+633nm双波长消色差场镜，焦距100~254mm全系列
- ✅ 同轴视觉系统集成：提供分光镜、摄像头、照明光源等全套视觉组件
- ✅ 振镜/场镜匹配方案：根据您的加工需求推荐振镜+扩束镜+场镜的最优组合
- ✅ 技术支持：提供视觉系统安装指导、校准培训和图像处理软件开发支持
📞 消色差场镜技术咨询热线
159-2722-0467
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