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今天介紹激光系統中比較常見的一種光學元器件：場鏡。

場鏡是什么？

場鏡是一種光學元件，通常指的是在光學系統中位于物鏡焦平面附近工作的透鏡。

場鏡的作用有哪些？

改善照明均勻性：

場鏡能夠幫助均勻分布光源發出的光線，使得目標區域的照明更加均勻。這對于需要高質量照明的場合非常重要，如顯微鏡觀察、機器視覺系統等。

擴大或縮小視場：

通過適當選擇場鏡，可以調整光學系統的視場角。這意味著可以在不改變其他光學組件的前提下，增加或減少可見范圍。這種能力對于需要寬視角的應用特別有價值，如監控攝像頭或某些類型的望遠鏡。

提升分辨率：

在一些情況下，場鏡可以幫助改進圖像的邊緣清晰度。它能夠更好地控制邊緣光線，使得整個圖像更加銳利。

光束整形：

場鏡可用于改變入射光束的幾何形狀，例如將圓形光斑轉換為矩形或其他所需形狀。這對于激光加工、投影儀以及其他需要特定光束形狀的應用很有用。

光束擴展或壓縮：

場鏡可以用來放大或縮小光束尺寸，以匹配后續光學元件的要求。在激光系統中，這有助于控制光斑大小，確保激光能量在工作面上的高效利用。

焦點控制：

在某些光學系統中，場鏡可以幫助調節焦點的位置，使焦點更準確地落在所需的平面上。這對于精密測量和激光處理等領域至關重要。

提高光能利用效率：

場鏡有助于集中更多的光線到傳感器上，特別是當光線來自較大角度時。這樣可以提高系統的靈敏度和信噪比，尤其是在低光照條件下工作時。

校正像差：

某些特殊設計的場鏡還可以幫助校正光學系統中的各種像差，如球差、彗差等，進一步提升成像質量。

場鏡是重要的光學系統元器件，在激光應用中，比如激光打標機或激光切割機，場鏡（有時稱為透鏡或聚焦鏡）用來控制激光束的形狀、大小和焦點。它確保激光能夠在正確的位置形成一個清晰的焦點，以便于精確地執行打標或切割任務。在這些應用中，場鏡可能是一個單獨的透鏡或者是透鏡組，其設計目的是為了實現特定的光學效果，比如減小激光束直徑、聚焦激光束或擴大激光束的照射面積。

場鏡和振鏡的區別有哪些？

場鏡和振鏡都是光學元器件，這兩者有什么不同呢？

場鏡 (Field Lens)

定義與功能：

場鏡是一種放置在光學系統焦平面附近的透鏡，它的主要作用是改善照明均勻性、調整視場大小、提高邊緣光束的利用率等。

它可以用來改變光束的位置，擴大視野，或者在不影響圖像質量的情況下減小探測器的尺寸。

應用場景：

常見于顯微鏡、投影儀、激光掃描系統、機器視覺等領域。

在激光加工設備中，場鏡可以幫助聚焦激光束，使其在材料表面形成合適的光斑。

光學特性：

場鏡通常是靜態的，即在操作過程中位置固定不動。

它的設計考慮了如何均勻地分布光線，并且可以針對特定的應用進行定制。

振鏡 (Galvo Mirror)

定義與功能：

振鏡是指通過快速旋轉或擺動來反射和導向光束的鏡子。它通常由電機驅動，可以根據需要迅速改變反射角度。

主要用于控制激光束或其他光束的方向，實現快速而精確的掃描。

應用場景：

廣泛應用于激光打標、激光雕刻、激光切割、激光焊接等工業加工領域。

也用于醫療激光治療、舞臺燈光秀、激光顯示等需要快速光束定位的場合。

光學特性：

振鏡是動態的，可以根據控制系統發出的信號實時改變反射角度。

由于需要高速響應，振鏡往往配備有高性能的伺服電機和反饋系統，以保證高精度的位置控制。

從以上不難看出，場鏡和振鏡的最大區別，在于一個是動態的，一個是靜態的。

在實際的激光應用系統中，往往需要根據不同的應用場景，選擇不同的元器件。

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