f-theta透镜作为激光扫描系统中必不可少的部件, 对系统工作面尺寸、测量速度、测量精度等起着决定性的作用。为改变以往f-theta透镜扫描范围小、工作波长单一等不足, 设计出了一种工作于486 nm~656 nm波段的广角f-theta透镜。通过初级像差分析, 确定系统的初级结构参数, 利用光学材料的不同色散性能分配合理的光焦度来进行色差校正。设计结果表明: f-theta镜头像散值在像差容限范围内满足平像场要求, f-theta镜头系统最大色差为3 μm, 线性畸变误差值不超过0.015%, 光能利用率接近90%, 聚焦性能接近衍射极限, 满足多工作波长、高精度激光打标机的实际需求。

目前国内用于激光标刻机的f-theta镜头的视场角一般小于60°。采用望远镜结构，利用视觉放大率增大视场角，得到了超广角90°镜头。该方法具有简洁、可靠、易实现等特点。通过初级像差分析，确定系统的初级结构参数，利用ZEMAX软件优化得到了大工作面为285 mm的f-theta镜头，镜头线性畸变误差值不超过1 %，在半径为698 μm的圆内，能量集中度为80%，聚焦性能接近衍射极限。