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Laserscanner-Systeme
Besonders das schnelle Beschriften von Materialien wie z.B. Metall, Plastik, Papier usw. durch Laser gewann in den letztem Jahren an Bedeutung.
Hierfür wird der sogenannte Galvo-Scanner eingesetzt. Dieser besteht in den meisten Fällen aus einem Strahlaufweiter, zwei motorgetriebenen Galvo-Spiegeln und einer Scanlinse (F-Theta-Linse).
Das Wort "Galvo-Scanner" wurde von dem ursprünglichen "Galvanometer", einem Messinstrument, das mit Hilfe einer Drehspule und einem Spiegel kleinste Gleich- und Wechselströme nachweisen kann, abgeleitet. Der Galvo-Scanner funktioniert nach dem gleichen Prinzip. |
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| Es werden jedoch nicht nur höchste Ansprüche an die Elektronik des Scannersystems gestellt, sondern vor allem an die optischen Komponenten, die den Laserstrahl an jeder Stelle des zu markierenden Objektes punktgenau fokussieren sollen (Abb. 2). |
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Eine Scanlinse muss deshalb vor allem so beschaffen sein, dass die Abbildungseigenschaften auf einer ebenen Bearbeitungsfläche an jedem Punkt optimal sind. Anders als bei einer herkömmlichen Linse, die lediglich den Laserstrahl in einem bestimmten Fokus abbildet, sind die Scanlinsen, auch F-Theta Linsen genannt, so beschaffen, dass sie den Brennfleck außerhalb der optischen Achse erzeugen. Die Lage des Fokuspunktes ist dabei proportional dem Scan-Winkel und somit kann dieser in höchster Qualität an jeder Stelle des Arbeitsfeldes positioniert werden.
Vor der F-Theta-Linse oder dem Linsensystem befinden sich die Galvo-Spiegel (Pre-Objective-Scanning), die den Strahl in y- und x-Richtung auslenken. Als Substratmaterial für die Scannerspiegel hat sich das einkristalline Silizium bewährt, da es sowohl von seinem Gewicht als auch von seiner Resonanzfrequenz die Scan-Geschwindigkeit kaum beeinträchtigt. Genauso wichtig wie das richtige Substratmaterial ist die Spiegelbeschichtung. Eine optimale Beschichtung sollte selbst bei großen Einfallswinkeln kaum Absorptionsverluste aufweisen.
Optimierte Beschichtungsauslegung, Spiegelsubstrat-Dicke und Substratmaterial gewährleisten optimale Abbildungsbedingungen bei gleichzeitig maximaler Scan-Geschwindigkeit.
Um einen kleinen Fokusspot zu erreichen, wird der Laserstrahl nach dem Austritt aus dem Laser, mit Hilfe eines Teleskopes aufgeweitet. Das Teleskop funktioniert wie das galiläischen Fernrohr, d.h. die konkave Eingangslinse weitet den Strahl auf und die plankonvexe Linse fokussiert den Strahl (kollimiert) ins Unendliche, sodass ein paralleles Strahlenbündel aus dem Strahlaufweiter austritt. |
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