Tengo un rayo láser que se enfoca en un punto a cierta distancia. Luego voy a usar un galvanómetro para escanear ese rayo a través de un plano. Obviamente, a medida que el rayo recorre el plano, la distancia entre la fuente del rayo y el plano variará y, por lo tanto, el rayo solo se enfocará en una parte del plano (un círculo equidistante del eje central del galvo). Quiero minimizar este efecto.
Obviamente, cuanto más lejos esté el galvo del plano donde quiero enfocar el haz, menos significativo será este efecto. Sin embargo, eso lo convierte en una máquina incómodamente grande.
¿Hay algún tipo de óptica que pueda usar para corregir esto de modo que el haz se enfoque correctamente en el plano objetivo?
Editar Quería agregar esto como un comentario, pero no creo que pueda poner imágenes en los comentarios. ¿Qué pasa con este arreglo:
Esto se basa en poder formar un haz colimado del láser; en la práctica, creo que tendrá una divergencia de haz notable, pero no estoy seguro de qué tan malo sería. Enfoca el rayo en el plano objetivo, independientemente de la dirección que se dé desde el galvo:
Obviamente, tendré que corregir la desviación introducida por la lente, y es un poco molesto porque aumenta la desviación del espejo requerida para una desviación del haz dada. Pero es mucho más fácil que, por ejemplo, un láser en movimiento o una lente impresa a medida.
¿Comentarios?
Si el ángulo de desviación es grande, creo que la placa correctora será muy gruesa en el centro, posiblemente una gran fracción de la distancia focal. Si el haz fuera paralelo en lugar de enfocado frente al espejo, el corrector se convertiría en una gran lente que enfoca el haz en un campo plano.
El problema es entregar luz enfocada correctamente a una superficie plana desde una lente con una ubicación fija. Cualquier método que mantenga constante la longitud del camino óptico, sin refractar el haz, funcionaría.
Por lo tanto, introduzca una placa de fase transparente cuidadosamente diseñada, donde el grosor óptico en cada punto esté destinado a compensar el camino más corto; por lo tanto, la placa sería más gruesa en el centro del campo y más delgada hacia los bordes. El grosor mínimo está determinado por los requisitos estructurales, de modo que pueda mantenerse rígidamente en su lugar.
Idealmente, el haz entraría y saldría del material normal a la superficie, de modo que no haya efectos de enfoque; las distancias calculadas para cada uno de los ángulos del galvo y la ubicación donde los rayos se cruzarían con esta placa proporcionan la mayor parte de la información requerida.
Este es un elemento pasivo; no más partes móviles; solo tiene que mantenerse limpio.
Según el tamaño total del diseño, es posible que desee una lente aplanadora de campo. No sé qué tan grande es su pantalla, pero para la curvatura de Petzval (la curvatura de campo natural para todos los sistemas ópticos dada por P = Sum(poweri/ni), donde power es 1/(longitud focal) y n es el índice de refracción del vidrio. Pero esto no es curvatura de campo. Solo digo que para corregir la curvatura puede colocar una lente en la pantalla. Para un campo curvo que es cóncavo, usaría una lente cóncava/plana. Para una curva convexa campo, necesitaría una lente de potencia positiva. Desea que la distancia focal sea más larga en función del ángulo de campo para que la luz se enfoque en la pantalla plana en lugar de frente a ella en la esfera. Por lo tanto, necesitaría una lente cóncava / lente plano en su pantalla Probablemente no aplicable en su situación. Dependiendo del tamaño de todo, podría considerar una lente F/theta o una configuración telecéntrica. Coloque el galvo en el plano focal frontal de su lente. La luz colimada es enfocada por la lente y se enfocará a una distancia f (la misma distancia de la lente que el galvo). Pero dado que el galvo está en el plano focal frontal, eso significa que su tope de apertura también está efectivamente en el plano focal frontal y todos sus haces convergentes serán paralelos. El spot siempre estará enfocado en la pantalla. Podría considerar usar una parábola fuera del eje en lugar de una lente si el elemento es grande. Efectivamente, su elemento de imagen (lente o espejo) tendrá el mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí. Coloque el galvo en el plano focal frontal de su lente. La luz colimada es enfocada por la lente y se enfocará a una distancia f (la misma distancia de la lente que el galvo). Pero dado que el galvo está en el plano focal frontal, eso significa que su tope de apertura también está efectivamente en el plano focal frontal y todos sus haces convergentes serán paralelos. El spot siempre estará enfocado en la pantalla. Podría considerar usar una parábola fuera del eje en lugar de una lente si el elemento es grande. Efectivamente, su elemento de imagen (lente o espejo) tendrá el mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí. Coloque el galvo en el plano focal frontal de su lente. La luz colimada es enfocada por la lente y se enfocará a una distancia f (la misma distancia de la lente que el galvo). Pero dado que el galvo está en el plano focal frontal, eso significa que su tope de apertura también está efectivamente en el plano focal frontal y todos sus haces convergentes serán paralelos. El spot siempre estará enfocado en la pantalla. Podría considerar usar una parábola fuera del eje en lugar de una lente si el elemento es grande. Efectivamente, su elemento de imagen (lente o espejo) tendrá el mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí. Pero dado que el galvo está en el plano focal frontal, eso significa que su tope de apertura también está efectivamente en el plano focal frontal y todos sus haces convergentes serán paralelos. El spot siempre estará enfocado en la pantalla. Podría considerar usar una parábola fuera del eje en lugar de una lente si el elemento es grande. Efectivamente, su elemento de imagen (lente o espejo) tendrá el mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí. Pero dado que el galvo está en el plano focal frontal, eso significa que su tope de apertura también está efectivamente en el plano focal frontal y todos sus haces convergentes serán paralelos. El spot siempre estará enfocado en la pantalla. Podría considerar usar una parábola fuera del eje en lugar de una lente si el elemento es grande. Efectivamente, su elemento de imagen (lente o espejo) tendrá el mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí. su elemento de imagen (lente o espejo) será del mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí. su elemento de imagen (lente o espejo) será del mismo tamaño que su pantalla. Pero funciona muy bien. Tengo un dibujo de Power Point simple, pero no sé cómo adjuntarlo aquí.
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