Telezentrische f-Theta Objektive aus Quarz für Kurzpulslaser

05. Februar 2019

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 sphärische 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 ein möglichst großes Scanfeld wünschenswert, damit beispielsweise in der Lasermaterialbearbeitung ausgedehnte Bauteile ohne Verschiebung des Materials oder der Schneidevorrichtung bearbeitet werden können.

Seit einigen Jahren bietet Sill Optics die Serie S4LFT4010 mit einer Brennweite von 100 mm. 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 statt 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. Die Objektive S4LFT4126/292 (515 nm bis 545 nm) und S4LFT4127/328 (1030 nm bis 1090 nm) sind zwei weitere Versionen von Scanobjektiven mit einer Brennweite von 125 mm, die allerdings für andere Wellenlängen geeignet sind.

Darüber hinaus führte Sill Optics eine Serie mit 65 mm Brennweite für UV- (S4LFT4067/075), grüne- (S4LFT4066/292) und IR‑Laser (S4LFT4065/328) ein, die eine Feldgröße von 15 mm x 15 mm haben und Spotgrößen im Bereich von 3 µm (UV) bis 10 µm (IR) erreichen.

Alle Serien enthalten Objektive aus Quarzglas mit unseren absorptionsarmen Vergütungen nach industriellem Standard. Natürlich sind die Objektive frei von internen Geistern. Da auch keine externen Geister auf den Spiegelpositionen liegen, sind sie kompatibel mit Kurzpulslasern. Die neue Objektivserie ist für den spezifizierten Eingangsstrahldurchmesser beugungsbegrenzt.