 | Newsletter – Nr 3
| F-Θ-Optiken genügen in Ihren Abbildungseigenschaften der sogenannten F-Θ-Bedingung, wobei die zu scannende Fläche SF/2 proportional zur Brennweite f und zum Einfallswinkel Θ ist: SF=2fΘ. |
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| F-Θ-Optiken liefern eine speziell korrigierte Verzerrung, um über die zu scannende Fläche einen möglichst gleichmäßigen Fokusdurchmesser zu liefern. Die Bewegung über das Arbeitsfeld erfolgt dabei durch sich bewegende Spiegel - auch Scanner Spiegel genannt. |
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Im Einsatzbereich solcher speziellen Fokussieroptiken wie z. B. dem Markieren und Gravieren werden an das Endprodukt zum Teil sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. Um diesen gerecht zu werden, können wir eine kundenspezifische Optik entwerfen. Somit kann Ihnen schon vor dem Einsatz der Optik bewußt werden, wo deren Grenzen liegen.
Idealerweise wünscht man sich über die gesamte Arbeitsfläche den gleichen Fokusdurchmesser. Je nach Komplexität des verwendeten F-Θ-Linsensystems entspricht der Verlauf des konstanten Fokusdurchmessers einer nach oben geöffneten Halbkugel. Mit zunehmendem Abstand vom Zentrum entfernt sich der optimale Fokus von der Arbeitsfläche. Gleichzeitig trifft der Laserstrahl nicht mehr senkrecht auf die Ebene, sondern unter einem zunehmenden Winkel: der Fokus wird elliptisch. Um diesen Fehler zu beheben, verwendet man spezielle telezentrische Optiken, wie im nebenstehenden Bild dargestellt.
Die auf dem Arbeitsfeld entstehenden Fehler zeigen sich unter anderem als Ortsabweichung, d.h. Abweichung eines auf einer Scanlinie liegenden Punktes vom vorberechneten Wert und in einer Änderung des Maßstabs über das gesamte Arbeitsfeld.
Die Qualität der Abbildung und damit des Endproduktes wird von der Qualität und der Anzahl der verwendeten Optiken bestimmt. Als einfachste F-Θ-Optik kann eine Plankonvexlinse angesehen werden. Mit zwei gekrümmten Oberflächen verspricht aber eine Meniskusform schon weitaus bessere Resultate. Doublets, Triplets bieten viele verschiedene Designmöglichkeiten bis hin zu Quadruplets, die insbesondere in der Halbleiterindustrie zum Bohren von Löchern in Leiterplatten mit hoher Präzision verwendet werden.
Neben sphärisch gekrümmten Oberflächen können bei II-VI mittels Diamantbearbeitungsmaschinen natürlich auch asphärische Oberflächen produziert werden. Alle diese Optiken können ungefaßt geliefert werden, bei Mehrlinsensystemen auch gefaßt.
Bei solch hochwertigen und teuren Optiken ist ein Schutz gegen Verunreinigung oder Zerstörung unerläßlich. In den meisten Fällen werden dazu Schutzfenster aus ZnSe verwendet. Alternativ kann aber auch die letzte Linsenoberfläche mit einer speziellen Antireflexbeschichtung versehen werden. Diese verspricht eine deutlich höhere Abriebfestigkeit bei häufiger Reinigung. Ebenfalls möglich ist auch die Wiederaufarbeitung der Optiken, d.h. Entfernung der alten Beschichtung, überpolieren und anschließende Neubeschichtung.
Bei genauerer Betrachtung komplexer Scan-Systeme dürfen auch die Scannerspiegel nicht außer Betracht bleiben. Bei Verwendung mehrer Linsen verringert sich die Gesamttransmission des Systems, so daß auch bei den Scannerspiegeln auf höchste Reflektivität bei unterschiedlichen Einfallswinkeln geachtet werden muß. Spezielle Beschichtungen garantieren Reflexionen von mindestens 99.8% für S-Polarisation und 99.6% für P-Polarisation. Darüber hinaus werden mindestens 80% Reflexion für die HeNe-Laserwellenlänge von 633 nm garantiert. |
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