扫描仪视野和改善策略的基础知识

您已决定您的流程需要基于镀锌计的激光扫描仪的速度和精度，并且您面临的确定您的应用程序需要哪个视野。

可能会想到许多问题，包括：

• “什么是一个观点？”
• “我的激光和光学设备将如何影响我的视野？”
• “增加了哪些策略来增加我的扫描仪的视野？”

本白皮书将确定可以影响扫描仪视野的规格，并突出显示用于改善其的硬件和面向控制器的解决方案。新万博最新版本

什么是视野？

激光扫描仪的视野是焦平面中的区域，其中系统的激光束可以通过镜头聚焦。On lens datasheets, this area will often be represented by a square similar to the one in Image 1. This image, called a theoretical spot diagram, is used to characterize the beam’s focused spot size at any given point within the galvo scanner’s field of view.
了解光斑尺寸的预期行为有助于预测激光标记的焦平面的大大或小，并且因此，有助于预测视野中的任何给定点处的预期能量密度。

为什么我的看法大小是什么？

扫描仪视野外的任何功能都需要添加线性或旋转级以显示下一个未标记的基板部分。这些附加阶段将导致更高的系统成本，并增加了控制扫描仪和伺服阶段子系统的复杂性。另外，从一个区域移动到下一个区域，通常被称为“步骤和扫描”，将过程限制为伺服级的速度。不仅是这种策略耗时的耗时，而且扫描区域之间几乎总是存在缺陷。如图2所示，这些缺陷称为缝合误差，是在我们的视野的边缘中发现的扭曲结果，从一个部分到下一个部分不匹配。在向系统添加伺服阶段之前，请确定查看视野是否可以扩展以通过其他方式拟合该过程。

如何增加我的视野以及我的过程将如何受到影响？

可以修改某些设置组件以增强扫描仪的视野。本文涵盖的组件包括焦距，激光波长和输入光束尺寸。更改每个组件呈现自己独特的优势和缺点。

改善视野的最简单方法之一是选择具有增加的焦距的镜头。图像3中的插图展示了焦距的变化如何增加视野。然而，这种距离增加了。更改扫描仪的视野通常会在斑点尺寸和视野之间引发权衡。基本的光学原理决定了斑点尺寸与焦距成比例。因此，随着来自焦平面的距离增加，遗憾的是，光斑尺寸也增加。如果无法牺牲斑点尺寸区域，则必须识别增加视野的其他方法。

激光器的波长直接影响光斑尺寸和视野。当观看图像1和4时，可以看出，考虑到光斑尺寸和视野的差异。使用163 mm远心f-theta镜头生成这些斑点图。当使用1030nm波长激光器如图像4中时，与图像1中使用的515 nm激光相比，可用的视野增加高达约47％。这似乎已经实现了目标。然而，在接近检查时，显然，光斑尺寸增加了四倍。再次，如果该过程不能接受光斑尺寸的这种增加，则必须考虑其他手段以增加​​视野，同时保持光斑尺寸。

所有其他组件相等，具有较小输入孔的较小扫描头可以允许更有利的机械设置，其中透镜可以位于最终转动镜上。这种布置产生了更大的视野。然而，较小的孔径尺寸和较小的输入光束直径将增加我们所产生的光斑尺寸。或者，通过增加进入光束的尺寸，光斑尺寸在视场内收缩。然而，随着激光束和输入孔的尺寸增加，必须增加用于将光束反射到工件的镜子的尺寸。镜子尺寸的这种增加将更多的惯性增加到电机组件，这可以降低扫描仪系统的动态性能。

组件和规范级别的改变，以增强每个人的福利和缺点。如果不焦距，波长和输入光束直径的变化，则不会产生可接受的视野和光斑尺寸，必须考虑硬件和面向控制器的解决方案。新万博最新版本

扫描仪解决方案增新万博最新版本加视野

单枢轴点扫描仪为运营商提供了一种解决方案，用于增加扫描仪的视野，带有给定的F-θ镜头。这些扫描仪将第三镜引入传统的双镜像扫描系统。该额外的镜子防止光束在最终镜子上行走，从而使得可以定位最终镜子和聚焦光学彼此靠近。该定位使得能够更有效地使用F-Theta镜头。

这种接近度提供了更大的视野，较小的最大点直径，较小的光斑尺寸变化较小。如图5所示，Aerotech AGV-Spo使用这种三镜子布置，可以增加355nm波长，255mm焦距，远心镜头的视野，远心镜头多达2.5倍。

这种三镜子布置有缺点。第三镜需要额外的控制轴。与传统的二维扫描仪相比，由于额外镜子的惯性，动态性能略微降低。

增加扫描仪视野的另一个策略始终包含一个目标后扫描设置。迄今为止识别的大多数技术和组件都将聚焦光学纳入预处理扫描设置（即扫描仪镜子将光束引导到聚焦镜头中）。在后目标扫描仪中，光束聚焦在扫描镜之前发生，这可以用于增加典型的电流计扫描仪的视场。

通过将光束聚焦在Galvo扫描仪镜之前，可实现的扫描角度不再限于聚焦镜头的输入光圈尺寸。相反，扫描区域的新限制成为GALVO电机本身的机械限制或扫描仪外壳本身的出口孔。下表显示了使用Aerotech的可实现的点尺寸和相应的视野AGV3D.扫描器。

后目标扫描还给出了将光束聚焦在不同焦距的附加好处。基板并不总是平坦的，有时可以非常复杂。通过后目标扫描，用户可以使用传统的GALVO扫描仪解决可能无法处理的复杂，三维曲面和卷的能力。

这种布置的缺点包括在视野的边缘处的斑点失真和控制架构中的复杂性增加。在预客隔扫描设置中，远心F-THETA透镜确保激光束与扫描头正交的焦平面接触或接近。通过后目标扫描仪，光束以较大的入射角与基板接触，这可能导致斑点在视野的边缘处扭曲。

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有时，基板太大，不能适合任何扫描仪设置或镜头视野。幸运的是，有面向控制器的解决方案，使线性或旋转伺服轴与激光扫描仪同步。新万博最新版本Aerotech的无限视野（IFOV.）功能在控制器中自动完成此操作，而无需在路径路径基础上优化。

同步伺服和扫描轴允许激光扫描仪的用户大大扩展其系统的操作区域。可以连续处理大于扫描仪视野的模式，这提高了处理质量，同时降低了编程复杂性和循环时间。位置命令序列在扫描仪和伺服阶段之间分离。扫描仪处理高加速度，复杂运动，而伺服级保持扫描仪的工作包络内的材料。

该技术非常适用于超快速激光器或当需要小点尺寸以使激光功率密度保持在材料烧蚀阈值之上。利用这些技术，可以使用短焦距透镜来减小激光光斑尺寸，同时仍然允许扫描仪访问大型工作区域。结果，用户能够在不影响工作区域的情况下为作业选择最佳的光学配置。