一、簡介
30光斑振鏡設(shè)計波長1064nm，入射孔徑30mm，本產(chǎn)品設(shè)計為數(shù)字信號傳輸。本產(chǎn)品為了冷卻鏡片預留壓縮空氣連接口，為冷卻入射孔和驅(qū)動板預留冷卻水連接口，請在設(shè)備上準確連接合適的水和壓縮空氣。
二、工作原理
掃描頭的基本工作是在X-Y方向上偏轉(zhuǎn)光束并將光束聚焦在工作面上。借助于兩個偏轉(zhuǎn)鏡片實現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)，見圖1。光束通過輸入孔徑進入掃描頭，先由綁定在掃描電機1上的鏡片1實現(xiàn)Y方向反射，然后到達與掃描電機2綁定在一起的鏡片2上，實現(xiàn)X方向的偏轉(zhuǎn)。通過控制掃描電機的位置就能夠精確調(diào)整光束的偏轉(zhuǎn)角度。在掃描頭出光孔處安裝有掃描透鏡，借助它光束聚焦在工作平面上。如果使用F-θ物鏡，圖像域上焦點的位置就和光束的入射角成正比。
2.1 振鏡電機的特性和激光束的動態(tài)定位
掃描電機和驅(qū)動板可以保證兩個偏轉(zhuǎn)鏡片的精確動態(tài)控制，這使激光束的高速精確定位成為可能，此特性在現(xiàn)代應用中有廣泛的需求。為了保證理想的操作，必須考慮振鏡的下列特性：
絕大多數(shù)激光應用要求激光以恒定的處理速度聚焦到工作臺的軌跡上。為達到這個目的，控制器（PC）細分軌跡成為微步階。微步階的步長取決于輸出周期和所需的速度。動態(tài)檢流的使用，能夠優(yōu)化微向量的控制。因此，在快速定位中，也建議使用矢量控制法。對于劇烈的跳轉(zhuǎn)，確定的定位速度會防止過度的振蕩，同時可縮短定位時間。定位速度通常明顯高于處理速度。對G30系列振鏡而言，推薦的典型光束定位速度為25rad/s ，不得超過40rad/s。根據(jù)不同的應用，處理速度必須做相應的調(diào)整。例如用G30標記小字符，在f-θ鏡的焦距為160mm時，典型的打標速度是1m/s。在其他應用場合或不同的光路配置下，這個速度肯定是不同的。
振鏡電機運動不會立即追隨著矢量控制指令，有一定的“時滯”（時間滯后）。“時滯”體現(xiàn)振鏡電機響應性質(zhì)的特點。矢量控制的輸出周期必須遠遠小于時滯。否則，伺服在試圖跟隨單個的微步階時，振鏡電機將不能以恒定速度移動。這將使伺服處于連續(xù)調(diào)節(jié)狀態(tài)，增加功率消耗和電機的熱應力。因此，建議使用盡可能短的輸出周期，不要大于“時滯”的 20%。協(xié)調(diào)“掃描頭”和“激光控制”的應用軟件必須考慮到上述的“振蕩”和“時滯”特性。
環(huán)境的波動，尤其是溫度的變化，會引起掃描頭的漂移，一種是位置移動，稱為“偏置漂移”， 另一種是工作區(qū)域尺寸增大或減小的變化，稱為“增益漂移”。因此，高精度的應用場合應在掃描頭達到其操作溫度后再開始。并使掃描頭運行環(huán)境溫度變化的幅度盡可能的小。
2.1 控制板和掃描頭之間的數(shù)據(jù)傳輸
掃描頭內(nèi)鏡片的位置由數(shù)字信號傳輸和控制。控制器和掃描頭經(jīng)一個串行接口互聯(lián)，數(shù)據(jù)傳輸符合XY2-100協(xié)議。主要傳輸下列幾個信號：
控制器為X軸、Y軸以及Z軸（可以選擇的）提供位置數(shù)據(jù)。
掃描頭產(chǎn)生一個狀態(tài)信號反饋給控制器。
同步信號SYN和時鐘信號CLK
請嚴格遵照本說明提供的連線說明連接數(shù)據(jù)線。
狀態(tài)信號
掃描頭提供了一個狀態(tài)信號PWROK。PWROK=0表示電源出現(xiàn)問題或驅(qū)動進入保護狀態(tài)。上電初始PWROK=0，大約1秒PWROK信號切換到1。如果上電后1秒內(nèi)PWROK信號沒有切換到1，或在正常操作期間該信號從1切換到0，必須立即關(guān)斷激光。在某些情況，系統(tǒng)可能偏轉(zhuǎn)激光束到一個不確定的方向上，可能造成身體損傷或設(shè)備損害。此時必須立即檢查系統(tǒng)并確定故障原因。一個有缺陷的電源也有可能造成在正常操作期間該信號從1切換到0。參看“電源”部分。當環(huán)境溫度過高或負載過重使振鏡溫度超過臨界值時，也會造成在正常操作期間該信號從1切換到0。注意確保安全的操作溫度。
溫度信號
溫度信號通常在0和1之間轉(zhuǎn)換，當操作溫度達到時（這個可能需要幾分鐘）。在操作過程中，如果溫度低于最低操作溫度或者高于允許的最高溫度，溫度信號就會轉(zhuǎn)換為0，在這種情況下，系統(tǒng)操作不必立即停止，但是可能會有大的漂移或者其他副作用。如果系統(tǒng)操作不被停止，掃描頭的溫度達到一個較高的臨界值，為避免掃描頭熱損傷，內(nèi)置的溫度控制裝置就會切斷掃描頭驅(qū)動器如果掃描頭溫度降低到極限溫度以下，掃描頭驅(qū)動器將會自動重啟。
位置確認
位置確認=1意味著給定值和實際值之間有差異，這個差異小于圖像區(qū)域的0.5％。位置確認信號通常在通電幾秒之內(nèi)轉(zhuǎn)換為1。
2.4 光學組成
為達到激光應用中理想的光學特性，掃描頭的光學部件必須滿足實際應用以及激光器的需求。為了理想的鏡片反射率，根據(jù)客戶所需要的激光功率和波長，選定合適的涂層。根據(jù)需要的光斑尺寸和掃描度，選定鏡片尺寸和掃描頭的入光孔徑。用戶必須確保射入的激光參數(shù)（波長、功率密度和光斑直徑）符合掃描頭說明書。否則可能會出現(xiàn)以下情況：
偏轉(zhuǎn)鏡的涂層為特定的波長或波長范圍。如果使用的激光波長脫離了這個值，鏡片不會正常工作，甚至損毀。
偏轉(zhuǎn)鏡的涂層也有特定的最大激光功率密度。如果施加到鏡片的激光功率密度超過規(guī)定的激光功率密度，鏡片可能會損毀。
偏轉(zhuǎn)鏡有特定的光束直徑要求和最大允許掃描角度要求。如果光束直徑或掃描角度超過特定的最大值，會發(fā)生暈散。光束不再被鏡片完全偏射。光束的一部分被掃描頭吸收，在圖像區(qū)域的邊緣功率密度下降，功耗增加，進而導致掃描頭內(nèi)部和物鏡的損壞。
三、注意事項
在安裝或檢查系統(tǒng)前，請確保切斷電源；
嚴禁觸摸偏轉(zhuǎn)鏡面，清潔鏡面時，必須帶指套，用鏡頭紙照規(guī)則清理；
在掃描頭連接好后，會形成一個錐形輻射區(qū)；
先打開控制器和掃描頭的電源，再打開激光；否則，激光束可能反射在任意方向；
在此過程中，請注意安全防護，任何時候嚴禁凝視激光束，避免身體直接接觸激光輻射；
注意防塵，保持系統(tǒng)清潔。
振鏡的基本技術(shù)參數(shù)
（所有角度指光束偏轉(zhuǎn)角）
⒈ 孔徑 最大入射光束直徑 30mm
⒉ 步階響應 1% <1.3ms10% <4.3ms
光學性能
1. 掃描角度 ±20°
2. 零點偏移 <5mrad
3. 非線性 <3.6mrad
4. 偏斜 <2mrad
5. 增益誤差 <5mrad
動態(tài)性能
⒈ 跟隨誤差 <0.65ms
⒉ 重復精度 <24μrad
⒊ 長時間漂移（在恒定環(huán)境溫度下連續(xù)工作 8 小時）<1mrad
冷卻規(guī)格
1 氣流速度 20 l/min（△p＜2 bar）
2 水流速度 5 l/min（△p＜0.1 bar，p＜4bar）
推薦工作速度（在物鏡f=160mm下）
1. 打標速度 1m/s
2. 定位速度 6m/s
3. 高質(zhì)量書寫速度 160英文字符/秒（打1mm高度的單線字符）
電氣連接
1. 輸入和輸出信號 XY2-100標準
2. 控制值的最大范圍 0到65535
3. 電源需求 ±（15+1.5）V DC 最大電流 6A
校正
0到65535對應-24°到+24°
鏡片
1. 波長 1064nm
2. 反射率 在1064nm下，在全部角度范圍內(nèi)，每個鏡片大于99.5%
3. 最大激光功率密度連續(xù)波 350W/cm2脈沖波（50ns脈寬） 70MW/cm2
4. 最大激光功率 600W
重量（不含物鏡）： 約5.8kg
操作和儲存條件
1. 操作溫度 +15℃～+35℃
2. 存儲溫度 -35℃～+60℃
3. 環(huán)境條件 無凝結(jié)、無腐蝕
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