描述
产品概述
LINOS 4401-526-000-21 是 Excelitas Technologies(原JENOPTIK)旗下 LINOS 品牌推出的 F-Theta-Ronar 扫描场镜,专为 940–980nm 激光波长优化设计,标称焦距 f=254mm。该场镜采用优质光学玻璃(Optical Glass)镜片组,在940–980nm波段实现≥97%的高透过率,同时在可见光波段透过率≥75%,便于同轴红光指示器辅助定位。
LINOS F-Theta-Ronar 场镜是德国精密光学制造的典范,凭借数十年激光光学设计经验积累,实现了在整个平场像面上的无像差成像和极小聚焦光斑。940–980nm 波段覆盖了多种重要的工业激光器——包括光纤耦合半导体激光器(940nm/976nm泵浦源)、Nd:YAG的三倍频尾谱段以及部分直接半导体激光器——使该场镜在激光焊接、激光3D打印(SLM选区激光熔化)和激光表面处理等领域具有广泛应用。
作为 LINOS 940–980nm 系列中的中焦距型号,f=254mm 在扫描幅面与聚焦光斑之间取得了理想的平衡:120×120mm 的大扫描幅面满足绝大多数中幅面加工需求,23µm 的聚焦光斑直径(20mm入瞳时)确保了精细加工能力。搭配 M85×1 标准安装螺纹和可更换保护玻璃,便于集成到各类激光加工系统中。
核心特点
🔷 940–980nm波段专用优化
针对940–980nm激光波长进行全系统光学优化,镜片曲率、间隔和镀膜均针对该波段设计,确保在整个扫描像面上实现像差校正。与通用型场镜相比,专用波段设计可显著改善场曲、畸变和色差,提供更均匀的聚焦质量。该波段覆盖了工业激光领域中940nm/976nm半导体泵浦源、980nm直接半导体激光器等关键光源。
🔷 光学玻璃镜片组 高性价比方案
940–980nm系列采用优质光学玻璃(Optical Glass)镜片组,相比熔石英(Fused Silica)方案具有更低的材料成本和更灵活的像差校正能力。光学玻璃的高折射率允许使用更少的镜片实现相同的光学性能,减轻了系统重量和复杂度。对于中低功率激光应用(如激光标刻、表面处理),光学玻璃方案在性能与成本之间提供了最优平衡。
🔷 ≥97%高透过率
采用 Excelitas 自研的角度优化多层增透镀膜,在工作波段940–980nm透过率≥97%。高透过率不仅意味着更高的激光能量利用率,更重要的是减少了镜片吸收导致的温升和热焦移(Thermal Focus Shift)。在长时间连续加工工况下,低吸收镀膜可保持焦距稳定,确保加工精度的一致性。
🔷 120×120mm大扫描幅面
在20mm入瞳光束直径下,f=254mm场镜可实现 120×120mm 的最大扫描幅面,扫描角度±13.6°。该幅面覆盖了激光标刻、激光焊接、激光3D打印等绝大多数中幅面加工需求,无需频繁移动工件即可完成整个加工区域的扫描。若使用30mm入瞳光束,扫描幅面为80×80mm,聚焦光斑更小(约15.3µm),适合精细加工场景。
🔷 可更换保护玻璃
标配 PG17 型可更换保护玻璃,在加工过程中承受烟尘、飞溅物和返射激光的冲击。保护玻璃作为消耗品可快速更换,无需拆卸整个场镜,大幅降低维护成本和停机时间。保护玻璃与场镜主体之间采用密封设计,防止灰尘和湿气侵入镜片组内部。
🔷 M85×1标准安装螺纹
采用 M85×1 标准螺纹安装接口,与绝大多数工业振镜扫描头兼容。螺纹连接方式确保场镜与振镜之间的同心度和间距精确可控,安装拆卸方便快捷。该接口标准被 SCANLAB、Cambridge Technology 等主流振镜厂商广泛采用,兼容性极佳。
技术参数
| 参数项 | 规格 |
|---|---|
| 产品型号 | 4401-526-000-21 |
| 品牌 | LINOS(Excelitas Technologies) |
| 产品描述 | F-Theta-Ronar f=254mm / WL=940–980nm |
| 设计波长 | 940–980nm |
| 镜片材料 | 光学玻璃(Optical Glass) |
| 标称焦距 | 254mm(容差±1%) |
| 有效焦距 (EFL) | 252.7mm |
| 最大扫描幅面 | 120 × 120 mm²(20mm入瞳) |
| 扫描角度 | ±13.6° |
| 入瞳光束直径 (1/e²截断) | 20mm(标称) |
| 聚焦光斑直径 (1/e²) | 23µm(20mm入瞳)/ 约15.3µm(30mm入瞳) |
| 振镜镜片距离 m1/m2 | 26mm / 28mm |
| 法兰焦距 (FFL) | 342.9mm |
| 工作距离 (WD) | 294.2mm |
| 最大远心误差 | 9.8° |
| 透过率 (940–980nm) | ≥97% |
| 透过率 (可见光波段) | ≥75% |
| 安装螺纹 | M85×1 |
| 保护玻璃型号 | PG17 |
| 镀膜激光损伤阈值 | 最高 6 J/cm²(1064nm, 10ns, 100Hz) |
940–980nm系列产品对比
LINOS 为940–980nm波段提供从162mm到420mm四种焦距的F-Theta-Ronar场镜,覆盖不同的扫描幅面和加工精度需求:
| 参数 | 4401-527-000-21 | 4401-526-000-21 ★ | 4401-524-000-21 | 4401-525-000-21 |
|---|---|---|---|---|
| 标称焦距 | 162mm | 254mm | 330mm | 420mm |
| 扫描幅面 | 84×84mm² | 120×120mm² | 202×202mm² | 253×253mm² |
| 扫描角度 | ±14.8° | ±13.6° | ±17.6° | ±17.3° |
| 入瞳直径 | 14mm | 20mm | 20mm | 20mm |
| 聚焦光斑 | 20µm | 23µm | 30µm | 37µm |
| 镜片距离 m1/m2 | 17/33mm | 26/28mm | 26/28mm | 26/28mm |
| 工作距离 | 183.7mm | 294.2mm | 386.0mm | 491.7mm |
| 远心误差 | 8.6° | 9.8° | 14.6° | 15.5° |
| 安装螺纹 | M76×1 | M85×1 | M85×1 | M85×1 |
| 保护玻璃 | PG18 | PG17 | PG17 | PG17 |
| 典型应用 | 小幅面精细加工 | 中幅面通用加工 | 大幅面标刻/焊接 | 超大幅面加工 |
💡 选型建议:f=254mm是940–980nm系列中最畅销的焦距规格,其120×120mm扫描幅面恰好覆盖了中幅面激光加工的主流需求,23µm的聚焦光斑足以满足大多数精细加工场景,是”一步到位”的通用型选择。若需更小光斑(如微钻孔、精细雕刻),可选f=162mm短焦距型号;若需更大幅面(如大面积焊接、3D打印),可选f=330mm或f=420mm长焦距型号。
光学原理与设计详解
F-Theta场镜工作原理
F-Theta场镜是振镜扫描式激光加工系统的核心光学元件,其核心功能是将振镜偏转的角度扫描转化为焦平面上的线性位移扫描。与传统成像物镜不同,F-Theta场镜的像高与扫描角度θ成线性关系(h = f × θ),而非正弦关系(h = f × sinθ),这确保了振镜匀速偏转时焦平面上的光斑匀速移动,避免了扫描速度的非线性畸变。
“Ronar”是LINOS对其F-Theta产品的注册商标名称,代表LINOS特有的像差校正设计。LINOS F-Theta-Ronar镜头通过精密的多片式光学设计,在全扫描角度范围内实现了场曲、像散、畸变和彗差的全面校正,确保从中心到边缘的聚焦质量一致性。
远心误差的影响
4401-526-000-21 的最大远心误差为9.8°,意味着在扫描幅面边缘,激光束的入射角偏离垂直方向最多约9.8°。远心误差会导致:(1)焦点位置随离焦量变化而偏移,影响加工位置精度;(2)光斑形状在边缘区域变为椭圆形,影响加工均匀性;(3)在厚板焊接等需要精确焦深的应用中,远心误差会增大焊缝宽度的不均匀性。
对于绝大多数标刻和薄板加工应用,9.8°的远心误差完全可接受。若应用对远心性有严格要求(如PCB微钻孔、精密焊接),可考虑 LINOS 的远心型(Telecentric)F-Theta场镜,其远心误差可控制在1–2°以内。
入瞳光束直径的灵活选择
LINOS F-Theta-Ronar场镜支持在标称入瞳基础上增大或缩小光束直径,扫描幅面和聚焦光斑将相应变化:
| 入瞳光束直径 | 扫描幅面 | 聚焦光斑 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 14mm | 约150×150mm²(扩大) | 约33µm(增大) | 需要更大扫描幅面、光斑要求不高 |
| 20mm(标称) | 120×120mm² | 23µm | 标准应用,幅面与精度均衡 |
| 30mm | 80×80mm²(缩小) | 约15.3µm(减小) | 精细加工,需要更小光斑 |
⚠️ 注意:使用非标称入瞳直径时,需相应调整振镜镜片间距(m1/m2),并注意增大入瞳可能引入的渐晕效应。建议咨询我司技术人员获取非标称配置下的最佳安装参数。
应用场景
1. 激光选区熔化(SLM)3D打印
940–980nm波段覆盖了金属3D打印(SLM/SLM选区激光熔化)中常用的光纤激光器波长(970–980nm)。f=254mm场镜提供120×120mm的扫描幅面,恰好匹配中小型SLM设备的成形腔尺寸。23µm的聚焦光斑可实现精细的熔化轨迹,保证致密度和表面质量。可更换保护玻璃设计有效应对金属蒸气沉积污染,降低维护成本。
2. 激光焊接
940–980nm半导体激光器在不锈钢、铝合金等金属薄板焊接中应用广泛。f=254mm场镜配合20mm入瞳光束,在294mm工作距离下实现120×120mm焊接区域覆盖。对于电池焊接(动力电池极耳、连接片),该幅面可一次性覆盖整个电池模组,避免多次定位拼接。长工作距离也便于集成同轴吹气保护和过程监控摄像头。
3. 激光表面处理
激光淬火、激光熔覆、激光清洗等表面处理工艺使用940–980nm波段激光器时,f=254mm场镜提供了理想的光斑尺寸和扫描幅面组合。较大的工作距离(294mm)允许安装同轴送粉喷嘴(熔覆)或保护气罩,而不会与工件发生干涉。120×120mm的扫描幅面减少了拼接次数,提高了大面积表面处理的效率。
4. 半导体泵浦源加工
940nm和976nm是光纤激光器中常用的半导体泵浦波长。在泵浦源模块的组装过程中,需要用940–980nm激光对泵浦二极管进行微焊接或封装密封焊接。f=254mm场镜的精细光斑(23µm)和中等幅面适合泵浦模块的精密焊接和微加工,远心误差9.8°在该应用中影响可忽略。
5. 塑料激光透射焊接
940–980nm半导体激光器广泛应用于塑料透射焊接(激光塑料焊接),激光穿透上层透光塑料被下层吸收塑料转化为热能,实现两层塑料的焊接。f=254mm场镜的120×120mm幅面适合汽车传感器外壳、医疗器械壳体等中尺寸塑料件的轮廓焊接,≥97%的透过率确保足够的焊接功率。
安装与使用指南
振镜匹配与安装
4401-526-000-21 的标称入瞳光束直径为20mm,推荐搭配10光斑或14光斑振镜(如 SCANLAB hurrySCAN-14、cambridge Technology ProSeries 10mm等)。安装步骤:
- 确认振镜出瞳距离匹配场镜的镜片距离要求(m1=26mm, m2=28mm)
- 将场镜旋入振镜底部的M85×1安装螺纹,旋紧到位
- 安装PG17保护玻璃至场镜底部
- 调整振镜安装高度,使工作面位于场镜的工作距离294.2mm处
- 进行焦距校准:在中心位置和四角位置检查聚焦质量
扩束镜选配
若激光器输出光束直径与场镜入瞳不匹配,需在激光器与振镜之间加装扩束镜(Beam Expander)调整光束直径。对于940–980nm波段,建议选用 LINOS 同系列的固定倍率扩束镜或可调倍率扩束镜,确保扩束后光束质量(M²)无明显劣化。
保护玻璃维护
保护玻璃是场镜的消耗部件,在加工过程中会逐渐被烟尘、飞溅物和返射激光污染或损伤。建议:(1)定期(每日/每周)目视检查保护玻璃表面状况;(2)发现可见污染时及时用无尘布蘸取无水乙醇轻轻擦拭;(3)保护玻璃出现不可清除的损伤斑点时,立即更换新保护玻璃;(4)更换时注意安装方向和密封性。PG17保护玻璃可单独采购,无需更换整个场镜。
光学玻璃 vs 熔石英场镜选择
4401-526-000-21 属于 LINOS 光学玻璃(Optical Glass)系列场镜,与熔石英(Fused Silica)系列场镜在材料特性和适用场景上有重要差异:
| 特性 | 光学玻璃系列(-21后缀) | 熔石英系列(-26后缀) |
|---|---|---|
| 镜片材料 | 优质光学玻璃 | 高纯度熔石英 |
| 热焦移 | 较大(材料吸收系数较高) | 极小(低吸收镀膜,≤20ppm) |
| 激光损伤阈值 | 中等 | 高 |
| 价格 | 较低(性价比高) | 较高 |
| 适用激光功率 | 中低功率(≤500W) | 高功率(可达kW级) |
| 适用场景 | 标刻、清洗、表面处理、低功率焊接 | 高功率焊接、切割、超短脉冲加工 |
为什么选择高飞激光?
高飞激光(SOAR-LASER)是 Excelitas LINOS 场镜的授权经销商,为客户提供从选型到售后的全流程专业服务:
- ✅ 原装正品:所有LINOS场镜均为德国原厂进口,附带出厂检测报告
- ✅ 专业选型:根据您的激光器波长、功率、振镜型号和加工需求,推荐最优场镜配置
- ✅ 配件齐全:同步供应PG17保护玻璃、扩束镜、安装转接件等配套附件
- ✅ 技术支持:提供安装指导、焦距校准、光路对准等现场技术支持
- ✅ 快速响应:常规型号现货库存,紧急需求可安排空运
📞 LINOS场镜技术咨询热线
159-2722-0467
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