数字X线影像仪的激光扫描光学系统设计 被引量：9

1

作者 张建萍 冯秀恒 +2 位作者 黄廉卿 杨词银 张新 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期202-207,共6页

设计了适合于数字X线影像仪的激光扫描光学系统。针对数字X线影像仪的使用特点,论述分析了激光扫描光学系统中的关键部件Fθ镜头、光束扩展器和扫描器,提出并解决了其中一些关键问题,如影响系统扫描光点大小的因素、扫描器的确定等。用Z... 设计了适合于数字X线影像仪的激光扫描光学系统。针对数字X线影像仪的使用特点,论述分析了激光扫描光学系统中的关键部件Fθ镜头、光束扩展器和扫描器,提出并解决了其中一些关键问题,如影响系统扫描光点大小的因素、扫描器的确定等。用ZEMAX光学设计软件对所设计激光光学系统的光学性能进行了模拟,得到扫描光斑直径<0.1 mm,像高和视场角满足线性关系的设计结果。像质评价分析结果表明:所设计的镜头像质优良,轴上与轴外成像质量相当,像质达到衍射极限。 展开更多

关键词 激光扫描光学系统 fθ镜头 光学设计

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超广角大口径fθ透镜设计 被引量：4

2

作者 崔桂华 《应用光学》 CAS CSCD 1993年第3期13-15,共3页

分析fθ透镜的光学系统设计方面的一些问题,叙述由多片分离的弯月形透镜构成的超广角大口径fθ镜头的设计。

关键词 fθ透镜 光学系统 设计 象差

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激光扫描动态测量管外径的研究 被引量：2

3

作者 李承志 《激光技术》 CAS CSCD 1994年第5期303-305,共3页

本文报导利用激光扫描，在５ｍｍ至６０ｍｍ的外径上，实现±０．０２ｍｍ动态检测精度的研究结果。文中对研制原理及精度分析作出简明阐述。

关键词 激光扫描 fθ透镜 透镜 管外径 尺寸测量

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激光动态测量技术的研究

4

作者 李承志 《光学技术》 CAS CSCD 1994年第4期15-16,共2页

本文报导应用激光扫描，在Φ５ｍｍ至由６０ｍｍ的外径上，实现±０．０２ｍｍ动态测量精度的研究结果。文中对研究原理及精度分析作出简明阐述。

关键词 激光扫描 透镜 动态测量

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F-θ镜头的光学设计 被引量：13

5

作者 季轶群 刘红军 沈为民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期73-76,共4页

介绍一种适合于激光打标的聚焦镜头-F-θ镜头的光学设计.通过引入桶形畸变,得到的F-θ镜头的像高与入射角成正比,可实现打标速度的线性控制.优化设计得到的工作面积达500×500 mm2的F-θ镜头,结构简单紧凑、聚焦性能达到衍射极限.

关键词 光学设计 激光打标 f-θ镜头

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折/衍混合远心消色差f-θ物镜系统设计 被引量：9

6

作者 吴环宝 王肇圻 傅汝廉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1818-1821,共4页

设计了一个折/衍混合远心消色差fθ物镜系统.该系统由一片折射/衍射透镜和三片折射透镜组成.入瞳位于系统前焦面,整个系统满足像方远心.与美国专利(专利号:4,925,279)相比较,垂轴色差由2.40mm降到0.23mm,降低了一个数量级;对于0°、... 设计了一个折/衍混合远心消色差fθ物镜系统.该系统由一片折射/衍射透镜和三片折射透镜组成.入瞳位于系统前焦面,整个系统满足像方远心.与美国专利(专利号:4,925,279)相比较,垂轴色差由2.40mm降到0.23mm,降低了一个数量级;对于0°、14°和20°视场,最大垂轴像差分别由260μm、1350μm、2090μm降低到5μm、250μm、318μm,最大场曲分别由8mm、10mm、13mm降低到0.5mm、1mm、6mm.该物镜不仅可用于彩色激光打印机、激光数码彩扩等多波长的扫描系统,也可用于能量要求较高的扫描系统.在高能量扫描系统中,通过引用折/衍混合远心消色差fθ物镜,可用小体积工作于多纵模状态的激光器代替大体积单波长的激光器,使整个扫描系统小型化,并且提高了扫描准确度. 展开更多

关键词 f-θ物镜 远心 折/衍混合系统 光学设计

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两片型f·θ透镜设计 被引量：6

7

作者 秦水介 《应用光学》 CAS CSCD 1994年第2期17-20,共4页

设计一种两片型ｆ·θ透镜，结构简单，畸变误差小于０．０８６％；并简述设计这种简单透镜的方法和应考虑的问题。

关键词 f.θ透镜 畸变 光学设计 透镜

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激光扫描系统中f-θ透镜的光学设计 被引量：8

8

作者 张双翼 徐熙平 《光学仪器》 2012年第5期40-44,共5页

在激光扫描系统中f-θ透镜是重要的必不可少的部件,它在激光打标机、传真机、印刷机和用于制作半导体集成电路的激光图形发生器以及激光扫描精密计量设备等等光电系统中得到广泛的应用。文中设计了用于非接触在线检测工件尺寸的f-θ透... 在激光扫描系统中f-θ透镜是重要的必不可少的部件,它在激光打标机、传真机、印刷机和用于制作半导体集成电路的激光图形发生器以及激光扫描精密计量设备等等光电系统中得到广泛的应用。文中设计了用于非接触在线检测工件尺寸的f-θ透镜。这种透镜的特点是一种负畸变透镜,属于像方远心光路,工作波长为单色光,像质要求波像差要小于λ/4,而且要求整个像面成平面且像质一致,无渐晕存在。所设计的f-θ透镜结构简单紧凑、焦距小、扫描精度高、加工成本较低,性能达到衍射极限,并具有像面上照度分布均匀,能量集中度高和相对畸变小等优点。 展开更多

关键词 激光扫描系统 f-θ透镜 光学设计

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折/衍混合凝视型红外地平仪系统的无热化设计 被引量：5

9

作者 刘英 刘建卓 +2 位作者 李淳 王健 孙强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期260-264,共5页

为了满足地平仪系统轻小、廉价、性能可靠的要求,设计了折/衍混合无热化凝视型红外地平仪系统。利用衍射元件特殊的像差特性和热差特性,采用折/衍混合广角f-θ镜头结构对地平仪系统进行大视场像差、色差和热差校正,采用反远距结构,保证... 为了满足地平仪系统轻小、廉价、性能可靠的要求,设计了折/衍混合无热化凝视型红外地平仪系统。利用衍射元件特殊的像差特性和热差特性,采用折/衍混合广角f-θ镜头结构对地平仪系统进行大视场像差、色差和热差校正,采用反远距结构,保证系统具有足够的后工作距。设计结果表明,在温度为20℃时,140°广角f-θ镜头的线性特性小于0.5%;在-20℃～40℃温度变化范围内,空间频率20lp/mm处光学系统的调制传递函数均大于0.52,光学系统的波像差均小于λ/4,系统设计接近衍射极限满足成像要求,优化设计后光学系统的后工作距离为15mm,满足红外光学系统的装配需求。 展开更多

关键词 衍射 广角 f-θ镜头 无热化设计 红外 地平仪

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CO_2激光雕刻机的折/衍混杂f-θ镜设计 被引量：3

10

作者 吴环宝 王肇圻 +2 位作者 傅汝廉 刘娟 乐丹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期351-353,358,共4页

以工作于CO2激光主波长的传统两片球面透镜型f-θ镜为基础,引入衍射面实现消色差,设计了工作于可调谐CO2激光的波段范围9.0￣11.0μm的f-θ镜。结果表明,所设计的折/衍混杂f-θ镜不仅很好地工作在所要求的波段范围内,而且单色像差比原... 以工作于CO2激光主波长的传统两片球面透镜型f-θ镜为基础,引入衍射面实现消色差,设计了工作于可调谐CO2激光的波段范围9.0￣11.0μm的f-θ镜。结果表明,所设计的折/衍混杂f-θ镜不仅很好地工作在所要求的波段范围内,而且单色像差比原单波长f-θ镜有所提高,像面上的光斑在各个波长和视场上大小均匀。系统像差在各个波长上都接近或达到衍射极限,具有精确的光学扫描特性。 展开更多

关键词 光学设计 f-θ镜 折/衍混杂 消色差

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基于ZEMAX的f-θ透镜的光学设计 被引量：4

11

作者 刘喆 刘海欧 《光电技术应用》 2016年第2期5-10,38,共7页

f-θ透镜是激光标刻系统中最为重要的组成部分,它的性能将直接影响标刻机的标刻精度。设计的f-θ透镜波长为0.65μm的单色光,设计时引入负的桶形畸变,校正系统的场曲,使匹兹伐尔场曲为零,轴外和轴上像质一致,整个像面成平面,且系统波像... f-θ透镜是激光标刻系统中最为重要的组成部分,它的性能将直接影响标刻机的标刻精度。设计的f-θ透镜波长为0.65μm的单色光,设计时引入负的桶形畸变,校正系统的场曲,使匹兹伐尔场曲为零,轴外和轴上像质一致,整个像面成平面,且系统波像差小于λ4。把入瞳放置在物方焦点处,形成像方远心光路,主光线通过f-θ透镜后平行于光轴射出,主光线在像面上的交点高度不变,描过程实现线性扫描,从而保障扫描精度。通过初级像差分析和已有的光学镜头库,确定f-θ透镜的初始结构参量,然后利用ZEMAX软件进行优化设计,得到由四片普通球面透镜构成的系统,该系统结构紧凑、焦距小,聚焦性能接近衍射极限,并且像面照度分布均匀、能量集中且相对畸变小,满足标刻要求。 展开更多

关键词 f-θ透镜 光学设计 ZEMAX 激光标刻

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多波长、大工作面折-衍混杂f-θ镜头设计 被引量：4

12

作者 王相京 吴金才 +4 位作者 陈结祥 张毅 涂碧海 赵平建 刘建国 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期79-81,95,共4页

目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm×350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,... 目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm×350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,设计了工作于808～1064nm波段的折-衍混杂f-θ镜头,激光扫描范围为450mm×450mm。它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到120mm。该镜头结构简单紧凑,单波长工作时聚焦性能达到衍射极限、线性畸变小,能够满足现代多工作波长激光扫描系统的实际需求。 展开更多

关键词 光学设计 f-θ镜头 折-衍混杂系统 二元光学

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CO_2激光打孔的折衍混合f-θ透镜设计 被引量：2

13

作者 张云翠 卢振武 孙强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期519-522,共4页

激光打孔广泛应用于印刷电路板处理等领域,在该技术中f-θ透镜起到扫描成像的重要作用。利用折衍混合系统设计了f-θ透镜,在满足性能要求的前提下,减少了透镜的个数,降低了系统成本。该系统采用像方远心光路,工作波长为9.25μm,打孔直... 激光打孔广泛应用于印刷电路板处理等领域,在该技术中f-θ透镜起到扫描成像的重要作用。利用折衍混合系统设计了f-θ透镜,在满足性能要求的前提下,减少了透镜的个数,降低了系统成本。该系统采用像方远心光路,工作波长为9.25μm,打孔直径50μm,深度182μm,扫描面积达70 mm×70 mm。 展开更多

关键词 CO2激光器 激光打孔 f-θ透镜 折衍射透镜 非球面

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2μm激光外差干涉系统中大口径f-θ扫描系统的光学设计 被引量：3

14

作者 王春晖 季一勤 +2 位作者 高龙 李彦超 曲杨 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期231-235,共5页

透射式激光外差干涉系统能精确测量待测物的内部折射率分布和厚度信息。设计了应用于干涉系统中的混合光学扫描结构,它由微机电系统(MEMS)振镜和f-θ透镜系统组成。f-θ透镜组由3片不同材料的透镜构成,透镜系统对2μm激光波长有约40%的... 透射式激光外差干涉系统能精确测量待测物的内部折射率分布和厚度信息。设计了应用于干涉系统中的混合光学扫描结构,它由微机电系统(MEMS)振镜和f-θ透镜系统组成。f-θ透镜组由3片不同材料的透镜构成,透镜系统对2μm激光波长有约40%的透射率,可扫描300mm2的范围。利用Zemax软件从衍射光斑、畸变系数、光束发散角3个方面对f-θ透镜模型进行了优化设计。优化结果表明,f-θ透镜出射扫描光束垂直于待测物体表面,系统焦距为434mm,畸变像差小于0.5%。最后给出了f-θ透镜的设计实物图,并通过He-Ne激光给出了扫描结果示意图,达到了预期的设计指标。 展开更多

关键词 光学设计 外差干涉仪 f-θ透镜 扫描系统 畸变系数

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高分辨PAL成像系统的设计研究 被引量：2

15

作者 李劲松 冯科 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期150-155,共6页

基于全景环形透镜的成像技术是全景成像中的一种最具潜力的成像方式,具有高分辨率的长焦距全景环形透镜成像系统光学结构较复杂,结构设计是首要解决的问题.本文根据全景环形透镜成像系统的光路结构及成像特性,详细讨论了全景环形透镜和... 基于全景环形透镜的成像技术是全景成像中的一种最具潜力的成像方式,具有高分辨率的长焦距全景环形透镜成像系统光学结构较复杂,结构设计是首要解决的问题.本文根据全景环形透镜成像系统的光路结构及成像特性,详细讨论了全景环形透镜和转像透镜组两部分的设计方法,分别设计了单块全景环形透镜和复杂化全景环形透镜,并对它们的像差特性做了对比,分析了它们之间的光路衔接条件和像差补偿方案.该设计采用小尺寸CCD离轴扫描接收环形像,同时分析了这种扫描机构的可行性.系统要求在300m处需分辨250mm大小的物体,通过计算合理地选择了系统焦距和CCD型号并制定了一套技术指标.最终设计出了焦距8mm,F/#3.2,侧向视场40°～100°的高分辨全景环形透镜成像系统,系统由三胶合结构的全景环形透镜和8片6组的转像透镜组构成,所有表面均为球面.该系统全视场的调制传递函数在80lp/mm处均高于0.5,最大视场像面的相对照度高于0.95,全视场f-θ畸变在±3%以内,该设计很好地满足了使用要求. 展开更多

关键词 全景成像 镜头设计 高分辨 全景环形透镜 f-θ畸变 光路衔接 像差补偿

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高精度半导体激光打标机F-θ镜头设计 被引量：2

16

作者 李圆圆 王春艳 王志强 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期202-208,共7页

为保证半导体激光打标机F-θ镜头的扫描质量,实现系统像高与扫描角的线性变化,需对F-θ镜头给予一定的畸变量,并使其满足等晕条件。分析F-θ镜头工作原理及像差要求,根据1064 nm半导体激光打标机的光源成像要求选择合适的玻璃材料,合理... 为保证半导体激光打标机F-θ镜头的扫描质量,实现系统像高与扫描角的线性变化,需对F-θ镜头给予一定的畸变量,并使其满足等晕条件。分析F-θ镜头工作原理及像差要求,根据1064 nm半导体激光打标机的光源成像要求选择合适的玻璃材料,合理分配每片透镜的光焦度,以保证等晕成像;根据F-θ镜头线性成像要求,计算系统总畸变量为1.6%,系统总畸变量为系统的实际桶形畸变与相对畸变量之和;在光学系统优化设计时,引入这两项优化参数,优化过程中观察系统成像变化情况。设计结果表明:系统MTF曲线接近衍射极限,F-θ镜头相对畸变小于0.36%,各视场均方根半径均小于艾里斑直径,并且整个系统70%的能量集中在直径为16μm的圆内,系统总畸变量为1.58%,满足设计指标要求。 展开更多

关键词 f-θ镜头 畸变 等晕成像 半导体激光打标机

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激光转镜扫描系统中自由曲面f-θ物镜的设计 被引量：2

17

作者 谢洪波 李勇 +1 位作者 姚丽娟 祝世民 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期742-746,共5页

为了满足扫描系统高分辨率、大工作面、小型化的需要,设计了一款具有衍射受限聚焦能力的超广角f-θ物镜。在此基础上,针对五面转镜引起f-θ物镜入瞳偏移从而导致系统分辨率降低、线性畸变增大的问题进行了分析,计算得到光瞳偏移量与扫... 为了满足扫描系统高分辨率、大工作面、小型化的需要,设计了一款具有衍射受限聚焦能力的超广角f-θ物镜。在此基础上,针对五面转镜引起f-θ物镜入瞳偏移从而导致系统分辨率降低、线性畸变增大的问题进行了分析,计算得到光瞳偏移量与扫描转角存在非对称分布的非线性关系。采用在系统中引入含有奇次高阶项自由曲面校正光瞳漂移的方法,在ZEMAX软件中利用多重结构对f-θ转镜扫描系统建模优化设计,并给出了设计实例。该物镜采用远摄型结构,有效减小了扫描系统总体长度及透镜尺寸。结果表明,经优化校正后,f-θ物镜性能得到显著改善,在其扫描角度115°范围内,线性畸变小于0.5%,60%以上能量集中在半径30μm圆内。该f-θ扫描系统具有结构紧凑、分辨率高、线性畸变小等优点,有良好的适用性。 展开更多

关键词 光学设计 f-θ物镜 自由曲面 光瞳漂移 激光扫描 畸变

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广角大相对孔径f-θ透镜光学设计 被引量：2

18

作者 苏阳 安志勇 +1 位作者 李琦 徐淼 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期376-380,共5页

激光扫描系统中f-θ透镜是必不可少的部件,针对目前国内激光扫描系统工作面小、测量速度慢、测量精度低等缺点,设计出一种大视场大相对孔径f-θ透镜以改善以往系统的不足,提高工作效率。设计中透镜是一种负畸变透镜,属于像方远心光路,... 激光扫描系统中f-θ透镜是必不可少的部件,针对目前国内激光扫描系统工作面小、测量速度慢、测量精度低等缺点,设计出一种大视场大相对孔径f-θ透镜以改善以往系统的不足,提高工作效率。设计中透镜是一种负畸变透镜,属于像方远心光路,预期参数为2ω=60°,D=120mm,f=500mm。经过计算后,利用Zemax软件对f-θ透镜模型进行了优化设计,得到艾里斑直径3.514μm,扫描范围为500mm×500mm,相对孔径为6/25的大工作面大相对孔径的f-θ透镜,成像清晰,优化结果达到了预期的设计指标。 展开更多

关键词 光学设计 大相对孔径 大视场 激光扫描 f-θ透镜

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f-θ扫描物镜设计与研究 被引量：1

19

作者 刘金荣 《电子工业专用设备》 2015年第6期45-50,共6页

以初级像差理论为基础,借助ZEMAX光学设计软件,通过建立合理的品质函数,优化设计得到了符合实际使用要求的f-θ聚焦物镜。

关键词 半导体设备 f-θ透镜 线性 负畸变

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CO_2激光打标机f-theta透镜的光学设计 被引量：1

20

作者 赵鑫 《时代农机》 2016年第4期77-78,共2页

随着激光应用技术的发展,F-θ透镜被广泛地应用于红外,激光等扫描系统中。文章基于F-θ透镜的原理和特性,根据使用要求,利用ZEMAX软件,设计一个F-θ镜头。该镜头焦距160mm,视场角40°。优化设计后,像散值在像差容限范围内,满足平场... 随着激光应用技术的发展,F-θ透镜被广泛地应用于红外,激光等扫描系统中。文章基于F-θ透镜的原理和特性,根据使用要求,利用ZEMAX软件,设计一个F-θ镜头。该镜头焦距160mm,视场角40°。优化设计后,像散值在像差容限范围内,满足平场要求;F-θ镜头相对畸变小于0.005%;光能利用率好,聚焦性能接近衍射极限。该镜头结构简单,符合使用要求。 展开更多

关键词 f-θ镜头 畸变 衍射极限 光学设计

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