双轴激光扫描系统的基本原理介绍

光的衍射发生在有限的口径中，也就是光束的能量会被阻挡，即使是一束中心光束也一样。对于一束tem00光束（q=1），它在圆孔的能量损耗可以参考下面的数据：  

a/d	0.8	1	1.2	1.4	1.6	1.8	2
loss%	27.8	13.5	5.6	1.98	0.6	0.15	0.03

表中显示,那里的扫描器口径仅限于a毫米直径, 激光光束直径d (1/e2) 必须选定一个尺寸和功率低损耗的折衷点。对于大多数的激光扫描系统来说d=a/1.4这个值可以被接受。 
振镜的设计 
振镜1（或者叫振镜x） 
振镜1的宽度是由光束的直径所决定的。完整光束直径在这里是比较容易讨论的，完整的光束直径在一定程度上是任意的。 
例如,一个系统设计师可能将df界定为激光射在有机玻璃留下的烧焦的光束直径。另外df可能被定为一个能量为99%的标准能量点，或者是限定在某个范围内，如1.4d ╟ 1.6d. 
考虑到镜片的误差，振镜的宽w1要略微大于所选择的df的值。镜片上的最大入射角imax决定了振镜的长度。让a= (90°-imax)。当振镜的长度是l1，这里l1=w1/sina. 
振镜2（或者叫振镜y） 
振镜2的宽度应该等于振镜1的长度。振镜2的长度就是光束打在第二个振镜上时同s1的距离，和最大入射角q。这些镜片被制作并被镀上的特定的膜层，从而决定用于co2激光还是yag激光。他们有很高的激光损伤值, 1000w/mm的情况下光束直径是1/e2（d）. 
f-theta 的特点 
我们将镜头描述为f-theta镜头，或者‘fq’。设计的方法是要产生一个离轴点的位置成正比的扫描角度。依次，就是要产生成正比的电压，已适用于扫描器马达。由于失真是来自于两个振镜，所以我们两个轴上的扫描器要有能够转动f-theta的特征。 
单片式镜片设计得最好的折衷点是要同时具备最小光斑尺寸与f-θ特点。对于单片式的镜头，在f-theta特征下，误差通常是2%-3%。多片式的镜头，它的设计会更加接近f-theta的特点。f-theta特征的误差范围是<0.36%，并且只有75mmfl的微小差距。 
镜头设计 
所有扫描透镜设计是基于上述因素，对于典型的小型扫描器系统，光束直径的范围在10mm或是15mm,镜片的直径为48mm是比较合适的。对于光束直径是15mm，这时镜片的直径要通过s1和m2l的距离作为参数。 
每次设计镜头旨在提供最佳性能的打标范围，最小最均匀的焦斑和在指定的光束直径和振镜位置下要具备f-theta特征。尽可能避免镜片口径和金属圆孔带来的衍射。