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논문 상세정보

1064 nm 레이저용 F-theta 렌즈의 설계 개발

Design and Development of F-theta Lens for 1064 nm Laser

초록

목적: 본 연구는 1064 nm 레이저용 f-theta 렌즈 설계 개발에 관한 것이다. 방법: 레이저 빔의 직경 15 mm, 결상점의 직경 $30{\mu}m$ 이하, 광학계의 두께 70 mm 이내, 작업거리 약 295 mm, 유효결상직경 약 260 mm 이내의 사용자 조건을 만족하는 f-theta렌즈를 설계하기 위해 갈바노미러 구동각을 8개 줌모드로 설정하는 방법을 사용하였다. 결과: 8개 줌모드로 설정된 갈바노미러 구동각에 대해서 최적화함으로써 굴절력의 부호가 (+)(-)(+)(+)의 순서로 구성되고, 분해 가능한 선폭이 18.8 lps/mm (@ 40% MTF), 초점거리가 약 254 mm, 작업거리가 약 295 mm, 유효결상직경이 약 260 mm 이내, 최대 갈바노미러 구동각이 ${\pm}10.5^{\circ}$인 특성을 가지는 f-theta 렌즈를 설계할 수 있었다. 결론: 본 연구에서 우리는 갈바노미러 구동각을 다중 줌모드로 설정하는 방법을 f-theta렌즈 설계의 최적화에 이용함으로써 사용자의 요구조건을 만족시키는 f-theta렌즈를 쉽게 설계 제작할 수 있었다.

Abstract

Purpose: To design and develop the f-theta lens for 1064 nm laser. Methods: In order to design the f-theta lens that satisfies the user's conditions which are the laser beam diameter of 15 mm, the image point diameter of $30{\mu}m$ or less, the optical system thickness within 70 mm, the working distance of about 295 mm, and the effective image diameter within about 260 mm, method of setting the galvanomirror driving angles to eight zoom modes was used. Results: By optimizing for the galvanomirror driving angles set to the eight zoom modes, we could design the f-theta lens of which characteristics have the effective image diameter within about 260 mm, the sign of the refractive power constructed in order of (+) (-) (+) (+), the resolving line width of 18.8 lps/mm (@ 40% MTF), the focal length of about 254 mm, the working distance of about 295 mm, and the maximum galvanomirror driving angle of ${\pm}10.5^{\circ}$. Conclusions: In this study, by using the method to set the galvanomirror driving angles to multiple zoom modes for optimizing the f-theta lens design, we could easily design and manufacture the f-theta lens that satisfies user's requirement.

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