Laser Optik - ƒ-Theta Objektive
ƒ-Theta Objektive werden auch Flachfeldobjektive oder Scanobjektive genannt und kommen in vielen Branchen zum Einsatz. Während Standardlinsen den Laserstrahl auf eine Kugelschale abbilden, aber nicht auf ein ebenes Feld, haben ƒ-Theta Objektive einen großen Vorteil: Mit ihnen können Sie den Laserfokus auf einem ebenen Bildfeld positionieren, wobei die Fokusgröße nahezu konstant bleibt. Die Lage des Fokuspunktes (Bildhöhe) ist proportional zum Scanwinkel.
Allgemein
Objektive, die in Kombination mit XY-Galvanometerscannern oder Polygonscannern verwendet werden, sind als ƒ-Theta Objektive, Flachfeldobjektive oder einfach Scanobjektive bekannt. Unsere ƒ-Theta Objektive finden ihre Anwendung in unterschiedlichen Einsatzgebieten, wie der industriellen Materialbearbeitung (z.B. Strukturieren, Bohren, Schweißen, Schneiden etc.), in der Medizintechnik und Biotechnik (konfokale Mikroskopie, Ophthalmologie) und in Wissenschaft und Forschung. Das Design und die Qualität der optischen Komponenten spielen eine entscheidende Rolle.
Optische Gläser vs. Quarzglas
Kurzpuls- und Ultrakurzpulslaser, aber auch Laser mit hoher mittlerer Leistung stellen an Optiken eine besondere Herausforderung. Prozesse werden dabei durch Eigenschaften herkömmlicher Gläser stark beeinflusst. So verschieben zum Beispiel thermische Effekte sowohl die Strahlform als auch die Fokusposition. Quarzglas bietet hier einen entscheidenden Vorteil gegenüber optischen Gläsern zur Vermeidung thermischer Effekte und wird von uns sehr unter Verwendung obig genannter Strahlquellen empfohlen.
Telezentrie
Bei telezentrischen ƒ-Theta Objektiven trifft der abgelenkte Strahl immer nahezu senkrecht auf die zu bearbeitende Oberfläche. Dies ermöglicht beispielsweise das Bohren von Löchern bzw. eine gewisse Tiefenstrukturierung. Der Preis hierfür ist in der Regel ein kleineres Bearbeitungsfeld verglichen mit einem nicht –telezentrischen Objektiv, da die Größe der Frontoptik mindestens die Größe des Bearbeitungsfeldes haben muss. Sill bietet für beide Arten an ƒ-Theta Objektiven eine Vielzahl an Optionen und Brennweiten an.
Farbkorrigierte ƒ-Theta Objektive
Während die Dispersion in Material bei Nutzung von Femtosekunden-Pulsen vernachlässigt werden kann, spielt der Farbfehler durch die spektrale Breite des Pulses eine entscheidende Rolle. Die spektrale Breite des Pulses, steigt schnell mit kürzeren Pulsen und mit längerer Wellenlänge. Hierdurch entsteht ein Farbfehler, der für verschiedene Wellenlängen eine unterschiedliche axiale und laterale Bildposition aufweist. In unserem Sortiment befinden sich speziell für die Anwendung mit Femtosekunden-Lasern ƒ-Theta Objektive, welche darauf ausgelegt sind, diesen Farbfehler zu korrigieren und somit eine gleichmäßige Strahlqualität über das Bearbeitungsfeld garantieren.
Multispektrale ƒ-Theta Objektive
Für Online-Überwachungssysteme haben wir farbkorrigierte ƒ-Theta Objektive für 532 nm und 1064 nm erfolgreich in den Markt eingeführt. Diese Farbkorrektur ermöglichen die Verwendung von nur einem Scan Objektiv für mehrere zeitgleiche Bearbeitungsschritte.
Zusätzlich bieten wir farbkorrigierte ƒ-Theta-Objektive für die konfokale Mikroskopie an, die für den Wellenlangenbereich von 450 nm bis 650 nm optimiert sind. Für spezielle Anwendungen wurde ein farbkorrigiertes Objektiv entwickelt, welches für die Wellenlängen 355 nm und 1064 nm korrigiert ist. Diese Objektive zeichnen sich durch identische Brennweiten und Arbeitsabstände für mehrere Wellenlängen aus. Somit ergeben sich identische Bildfelder für die Laserwellenlänge, als auch für die Beobachtungswellenlänge bzw. für einen ganzen Wellenlängenbereich.