17、激光扫描光学系统：设计、特性与应用

激光扫描光学系统：设计、特性与应用

在激光扫描技术领域，光学系统的设计至关重要。从扫描透镜的规格确定，到多配置反射多边形模型的构建，再到不同类型扫描透镜的设计案例，每一个环节都影响着激光扫描系统的性能。

1. 扫描透镜最终设计规格

扫描透镜的设计需要明确一系列参数，以满足特定的应用需求。以下是一个扫描透镜的最终设计规格示例：
| 参数 | 规格或目标 |
| — | — |
| 图像格式（线长） | 216 mm (8.5 in) |
| 波长 | 770 - 795 nm |
| 分辨率（基于1/e²） | 26 μm (-1000 DPI) |
| 波前误差 | <1/30波RMS |
| 扫描线性度（F - B畸变） | <1% (<0.2% over ± 25°) |
| 扫描视场角 | ±30° |
| 有效焦距 | 206 mm (校准) |
| F数 | f/26 |
| 总长度 | 335 mm |
| 扫描仪间隙 | 25 mm |
| 图像间隙 | 270 mm |

这些参数相互关联，共同决定了扫描透镜的性能。例如，波长决定了激光的颜色和能量特性，分辨率影响着扫描图像的清晰度，扫描线性度则关系到扫描线的准确性。

2. 多配置反射多边形模型

在透镜设计中，多边形可以看作是位于臂端的镜子。臂的长度由多边形的内切半径定义，臂的旋转轴相对于扫描透镜的位置以及绕枢轴的旋转量都可以在设计过程中进行优化。

2.1 多边形模型的特点

机械旋转轴