振镜+场镜是一种常见的光学系统组合,广泛应用于激光加工、扫描成像以及光束控制等领域。该系统通过振镜的快速偏转能力与场镜的聚焦特性相结合,能够实现高效、精确的光束定位和处理。
振镜通常由高速驱动的反射镜组成,可以迅速改变激光的传播方向,而场镜则负责将激光束聚焦到目标平面,确保光斑的精度和均匀性。这种组合不仅提升了系统的响应速度,还显著增强了光学性能,使其在复杂应用场景中表现出色。
国外主要的振镜厂家包含Scanlab、Cambridge Technology、索雷博等,国内主要的振镜厂家包含北京世纪桑尼、金海创等,大家可根据光斑大小及转速和精度要求进行选择。
本期的主要内容为振镜+场镜光学系统设计,包含单轴振镜多重结构建模,扫描场镜设计,其中扫描场镜可通过设置视场角进行优化设计,也可通过振镜+场镜系统优化设计。
在设计过程中,需综合考虑扫描角度、工作距离及成像质量等因素,合理选择场镜的焦距与光路结构。通过光学仿真软件对多重结构进行光线追迹,可有效分析畸变、聚焦光斑尺寸及能量分布特性。针对不同入射角的激光束,优化场镜的球面参数,能够显著降低像差并提升扫描精度。实际应用中,还需匹配振镜的动态响应性能,确保系统在高速扫描下仍保持良好的聚焦稳定性与重复定位精度。
首先来看最终的设计结果,如图1和图2所示,图1为扫描系统单一角度偏转状态,图2为多组态振镜偏转角度集合,能够直观看清整体的扫描结果和扫描范围。

图1 单个角度扫描结果

图2 多组态扫描集合
接下来将详细讲解振镜和场镜设计的过程及结构,具体从几个方面展开:1、初始参数设置:
初始参数包含系统数据、视场、波长、材料,系统数据根据实际要求填写,这里为入瞳直径12mm,视场为默认设置,波长为532nm,材料为成都光明,也可以选择熔融石英材质。具体的设置结果如图3所示。

图3 参数设置
2、多重结构建立多重结构建立主要针对多组态扫描角度进行编辑,首先需要建立反射镜模型,点击界面反射镜图标即可设置,如图4所示,然后在重新在反射镜前后分别建立坐标断点,最终的结果如图5所示。多重结构设计结果如图6所示

图4 反射镜设置


图5 反射镜建模

图6 多重结构结果
3、镜头数据
最终的镜头数据如图7所示,包含反射镜、偏转多重组态、场镜镜头数据。

图7 镜头数据
4、光学设计结果最终的设计结果如图8所示:





