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Glossary

SCANpedia - Willkommen im Lexikon der SCANLAB GmbH

Sie finden hier Erklärungen und Definitionen zu den wichtigsten Fachbegriffen aus dem Bereich der Optik, Scanner-Technologie, Lasertechnologie und -bearbeitung.

Sollten Sie einzelne Termini in unserer Enzyklopädie vermissen – schicken Sie uns gerne eine E-Mail.

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F

F-Theta-Objektiv

Das F-Theta-Objektiv – auch als Scan-Objektiv oder Flachfeldobjektiv bekannt – ist ein Linsensystem, das in vielen Scan-Anwendungen zum Einsatz kommt. Es wird nach dem Scan-Kopf in den Strahlengang eingebracht und erfüllt dabei verschiedene Aufgaben.

Zum einen fokussiert das Objektiv den Laserstrahl auf den Brennpunkt, zum anderen sorgt es beim Scannen dafür, dass dieser Brennpunkt immer in der Arbeitsebene senkrecht zur optischen Achse des Objektivs liegt. Weiterhin folgt die Position in der Arbeitsebene näherungsweise der F-Theta-Bedingung, das heißt, dass die Scan-Länge (Bildhöhe) etwa proportional zum eingestellten Scan-Winkel ist. Abweichungen von dieser Proportionalität können durch die Ansteuerung der Scan-Spiegel ausgeglichen werden.

Qualitätsmerkmale guter F-Theta-Objektive sind vor allem eine geringe Bildfeldwölbung, ein großes Bildfeld  und eine gute und homogene Fokusqualität im gesamten Bildfeld. Ein wichtiges Kriterium ist hierbei, ob der Fokus beugungsbegrenzt ist. Darüber hinaus können abhängig von den Laserparametern weitere Anforderungen an F-Theta-Objektive gestellt werden. Beispielsweise seien hier die Vermeidung von Rückreflexen von den Linsenoberflächen im Objektiv und/oder thermischen Linseneffekten genannt.

Fokusdurchmesser (Fokusspot)

Der Fokusdurchmesser entspricht bei einem näherungsweise gaußförmigen Profil dem 1/e²-Strahldurchmesser in der Strahltaille, ansonsten dem Spotdurchmesser mit 86,5% Leistungsinhalt.

Einheit: µm

Berechnung des Fokusspot

Der Fokusdurchmesser kann mit Hilfe der unten genannten Formel abgeschätzt werden. Der Fokusspot ist abhängig von der Lichtquelle (Laserwellenlänge und Strahlqualität des eingekoppelten Laserstrahls) sowie der Apertur und Brennweite des Scan-Systems. Diese Näherung liefert nur für annähernd gaußförmige Strahlprofile verwertbare Ergebnisse.

d = Fokusdurchmesser (1/e2 )
λ = Wellenlänge (typisch 193 nm – 10,6 µm)
f = Brennweite (typisch 30 mm – 2.000 mm)
M2 = Strahlqualität (abhängig vom Laser)
k = Korrekturfaktor, abhängig von A und D (ideal 1,27, real meist 1,5 – 2,0)
A = Scanner-Apertur
D = Strahldurchmesser vor Fokussierung (typisch 6 mm – 70 mm)

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