Telezentrisches F-Theta Objektiv mit großem Scanfeld bei f = 125 mm

16. Januar 2018

Strahlfokussierung ist in vielen Bereichen der Optik ein wichtiges Thema.

Dafür kann im einfachsten Fall eine einzige Linse mit entsprechender Brennweite genutzt werden. Bei ebenen Bearbeitungsflächen ist eine Einzellinse jedoch nicht ausreichend, weil durch das kugelförmige Bildfeld der Fokus nachgeführt werden müsste. Daher werden zur Kompensierung dieser Verschiebung F-Theta Objektive eingesetzt, die ein ebenes Bildfeld ermöglichen. Bei telezentrischen F-Theta Objektiven kommt es darauf an, schräg einfallende Laserstrahlen von XY Galvanometer- oder Polygonscannern möglichst senkrecht auf das ebene Feld abzubilden, wobei die Fokusgröße nahezu konstant bleibt. Dabei ist es wünschenswert ein möglichst großes Scanfeld zu ermöglichen, damit beispielsweise in der Lasermaterialbearbeitung ausgedehnte Bauteile ohne Verschiebung des Materials oder der Schneidevorrichtung bearbeitet werden können.

Vor einigen Monaten wurde im Sill Optics Newsletter 3/2017 bereits über die S4LFT4010 Serie berichtet. Das ist eine Reihe von F-Theta Objektiven, die für unterschiedliche Wellenlängenbereiche von UV bis IR ausgelegt sind. Das Objektiv S4LFT4125/075 ist eine Weiterentwicklung des S4LFT4010/075 im UV und besteht ebenfalls komplett aus Quarzglas. Das Scanfeld wurde weiter optimiert und beträgt nun 50 mm x 50 mm im Vergleich zu 35 mm x 35 mm. Das bringt eine geringfügige Vergrößerung der Brennweite von 100 mm auf 125 mm bei 355 nm mit sich. Trotz der etwas längeren Brennweite wird mit einem Eingangsstrahldurchmesser von 10 mm ein Fokusdurchmesser von 8 µm (1/e²) im gesamten Scanfeld erreicht.

Ebenso wie die S4LFT4010 Serie arbeitet auch das neue F-Theta Objektiv (S4LFT4125/075) für den spezifizierten Strahldurchmesser beugungsbegrenzt. Außerdem existieren keine internen und externen Geister und somit auch keine Rückreflexionen im Bereich des Scanners. Das ist neben der Scanfeldgröße ein weiteres Qualitätsmerkmal für das Objektiv, weil es somit auch kompatibel für Kurzpulslaser ist. Auf Kundenwünsche bezüglich des Wellenlängenbereichs geht Sill Optics jederzeit gerne ein.