場鏡

工作在物鏡焦平面附近，可以有效減小探測器尺寸的透鏡，被稱為場鏡。

準確來説，場鏡應該工作在物鏡的像平面。一方面： 場鏡的物平面和主平面重合，由主平面的特性可知其放大率為1，因此對系統的放大率無貢獻；另一方面，場鏡應該將物鏡的光闌面投影在目鏡的入瞳上，對於單透鏡而言，光闌面也就是出瞳，這樣可以保證物鏡的出射光能夠最大限度的通過目鏡。如果用在掃描系統中，則探測器替代了目鏡的入瞳 ^[1]  。

按照波長分：1064nm場鏡（也叫YAG場鏡）、10.6微米場鏡（也叫CO2場鏡）、532nm場鏡（也叫綠光場鏡）、355nm場鏡（也叫紫外場鏡）。

按照設計理念分：f-theta透鏡和遠心透鏡，遠心透鏡成本很高，在工業系統中主要適應的是f-theta透鏡。

通常情況下，場鏡的焦距可以根據高斯光學物像關係確定，

，其中，f1’和f2‘分別表示物鏡和目鏡的焦距，f為

場鏡的焦距，如圖1所示。

場鏡的主要技術參數有：工作波長、入射光瞳、掃描範圍 和聚焦光斑直徑。 工作波長：主要看激光器的波長，場鏡的鏡片是在給定的激光波長鍍膜。如果不在給定的波長範圍內使用場鏡，場鏡可能會被激光燒壞或所需要的激光透過率很低。 入射光瞳：也叫最大入射光斑。如使用的是單片鏡，反射鏡置於入射光瞳的地方，最大可用光束的直徑等於入射光瞳的直徑。入射光瞳越大，通過聚焦鏡聚焦出來的聚焦光斑直徑越小，所以在要求打標特別精細的場合，我們會考慮使用入射光瞳大一些的場鏡，如精細打標和振鏡式焊接。 掃描範圍：場鏡能掃描到的範圍越大，當然越受使用者的歡迎。但是如果增加掃描範圍，聚焦光點變大，失真度也要加大。另外加大掃描範圍，場鏡焦距和工作距也要加大。工作距離的加長，必然導致激光能量的損耗。還有聚焦後的光斑直徑跟焦距成正比，這意味着加大掃描範圍，聚焦光斑直徑跟着加大，光斑聚得不夠細，激光的功率密度下降非常快（功率密度跟光斑直徑的2次方成反比），不利於加工。所以使用者要根據不同的加工面積選用最適合的場鏡，或者備用幾個不同掃描範圍的場鏡。 焦距：跟工作距離有一定關係，但是不等於工作距離。 聚焦光斑直徑：對於入射激光束直徑D、場鏡焦距F和光束質量因子Q的掃描系統，聚焦光斑直徑d = 13.5QF/D (mm)。所以用擴束鏡可以得到更小的聚焦光斑。

場鏡的主要作用是：

（1）提高邊緣光束入射到探測器的能力；

（2）在相同的主光學系統中，附加場鏡將減少探測器的面積。如果使用同樣的探測器的面積，可擴大視場，增加入射的通量；

（3）可讓出像面位置放置調製盤，以解決無處放置調製器的問題；

（4）使探測器光敏面上的非均勻光照得以均勻化；

（5）當使用平像場鏡時，可獲得平場像面；

（6）在像差校正方面，可以補償系統的場曲和畸變。