激光光学系统设计续篇——激光振镜扫描系统技术详解
在前一篇文章中，我们概述了不同类型的激光扫描光学系统。在此，我们将深入探讨激光振镜扫描系统的技术细节，尤其关注正交方向振动的XY振镜系统，并借助ZEMAX软件建立真实的XY振镜扫描系统模型。
一、正交性要求
振镜X转轴与振镜Y转轴必须严格正交，这是构建XY扫描系统的基础。这种设计可确保XY两个扫描方向能够独立控制，为后续的光路调整和系统优化提供了便利条件。
二、振镜片结构与旋转
振镜片具有一定的厚度，其旋转轴在旋转过程中穿过振镜片内部，而非通常的镜片表面。这样的结构保证了振镜片在旋转时能够保持稳定，减少因结构问题导致的光斑偏移或畸变。
三、镜片利用率与有效通光口径
为了合理利用镜片面积，需要确保在最大角度下，镜片能够完全覆盖振镜片的有效通光口径。这样设计不仅保证了光斑的均匀性，还提高了系统的整体效率。
四、旋转角度与光斑位置调整
X振镜在旋转前需沿Z轴旋转特定角度（如15°或7°等），这一角度的选择对光斑的位置和大小有着重要影响。合理的角度选择不仅有助于减小振镜片的尺寸，还能使整个系统更加紧凑。
五、XY振镜间距的优化
XY振镜片之间的距离需经过精心选择。过大的距离会导致Y振镜尺寸增大，而距离过小则可能导致光束在扫描过程中发生碰撞或遮挡。存在一个最佳的距离选择，以保证光束能够顺畅地通过整个系统。
六、振镜片形状与光束轮廓
振镜片的形状由其上方的光束轮廓决定，而光束轮廓则由光路结构和扫描角度共同决定。了解这些关系有助于更好地设计和调整光路，以达到最佳的扫描效果。
七、振镜片厚度与材料选择
振镜片的厚度与转动惯量、材料选择以及振动过程中的变形问题密切相关。在选择材料和设计厚度时，需综合考虑这些因素，以确保振镜在振动过程中保持稳定，减少变形对光斑的影响。
八、振镜片镀膜技术
振镜片的镀膜工艺对提高其性能和使用寿命具有重要意义。不同的镀膜方式可以改善镜片的反射性能和抗损伤阈值，提高系统的整体性能。
九、场镜设计与布局
场镜的设计需考虑振镜的布局问题。合理的布局可以确保光束在通过场镜时保持稳定的结构和方向，减少因布局不当导致的光束畸变或散射。还需考虑不同扫描角度下光瞳位置的变化对入场镜上的光束结构的影响。