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激光扫描物镜设计文档(包含实例)
激光扫描物镜设计文档(包含实例)激光扫描系统的前置知识在这篇文章为什么激光打标机里，偏偏要一枚"有畸变"的镜头？当中，设计一个激光扫描物镜,满足如下参数: 
这里扫描口径换为7mm,选用镜前扫描,反射镜起到孔径光阑的作用,所以在扫描物镜前面设置光阑。此时孔径光阑就是入瞳,入瞳直径为7mm。像面尺寸是已知的,即扫描范围100mm,所以系统视场类型就用像平面高度。由于存在附加畸变量,所以不能用“理想像高”作为视场。选用“实际像高”作为系统视场,分别取0mm,35.355mm和50mm。这里如果使用理想像高的话，利用公式反推扫描角度，使得角度与实际扫描角度不符合，我们想要的是扫描角度与像高度的线性变化。波长为0.532μm,单色光,不用校正色差,所以玻璃材料可以选用同一种。 高的折射率材料会产生更大的光线偏折,从而降低折射面曲率半径,（例如眼睛度数高的时候，建议选用折射率比较高的镜片）有利于像差校正。我们使用三片式扫描物镜,材料选用折射率高的成都光明产H-ZF6玻璃,0.532μm的折射率为n=1.7643。设三个镜片平均分配光焦度,并假定它们是等双凸正透镜,则有Φ1=Φ2=Φ3=Φ/3=1/300,r1=-r2=r3=-r4=r5=-r6=2(n-1)/Φ=458.58mm。 反射镜和扫描物镜的第一面间距,需要保证扫描时反射镜碰不到物镜,令光阑到第一个折射面的厚度为32mm。由于曲率半径不小,三片镜的厚度先全部给定为5mm,镜片间距给定为1mm。 将上小节中计算数据和给定数据输入到Zemax软件中： 
后续优化处理： 激光扫描系统的初始结构必须优化。由于仅使用了一种波长,所以色差不在校正之列,主要校正球差、正弦差、场曲和F-theta畸变。不用于成像,像散可以不参与校正,但是当它影响到RMS时,可以适当加入降低一些。由于球差、场曲和F-theta畸变主要影响成像位置,为了保持线性扫描,是需要校正的。彗差影响光斑大小,会对加工精度产生影响,也需要校正。在此,需要注意的是,激光扫描镜头使用的F-theta畸变,在Zemax软件中的操作数为DISC,不是DIST。DISC是Zemax专门为扫描线性而设计的专用操作数。（这里说明一下，普通畸变操作数评价值为0也就是畸变为0，F-theta畸变为0，是使得镜头的畸变值在一个合适的值，使其扫描线性，也就是扫描角度和像高（扫描范围））事实上,我们经过试验发现,使用默认的评价函数,再加上EFFL和DISC两个操作,以及玻璃、空气边界条件,可以获得很好的结果。 
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