本發(fā)明涉及用于醫(yī)療設(shè)備的光學(xué)物鏡，具體而言，涉及一種標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡。

背景技術(shù)：

1、標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡是主要用于飛秒激光近視矯正手術(shù)，起到對激光的匯聚作用，在現(xiàn)有使用中，需要使激光匯聚后的光斑作用點盡可能的小，減小光斑景深范圍，從而提高激光手術(shù)的精準(zhǔn)度，并且減小激光功率，避免因較高功率灼燒，產(chǎn)生對眼球的不可逆的蛋白變質(zhì)的現(xiàn)象?，F(xiàn)有作用于紅外光線的透鏡，擁有十分良好的中心平行光束匯聚能力，但是對于有一定傾斜角度的光線會產(chǎn)生嚴(yán)重的慧差和場曲，對于光斑在平面掃描的應(yīng)用下有著不小的誤差，產(chǎn)生邊緣光斑功率密度不高的現(xiàn)象或是切割面不平整?；而在現(xiàn)有的作用于平場掃描的透鏡組中，他們擁有寬大的平場掃描范圍，對于大傾斜角度的光線也不會較為嚴(yán)重的像差，但是這種鏡頭組的匯聚光斑偏大，景深過長，也無法應(yīng)用于眼科手術(shù)當(dāng)中的精準(zhǔn)作用要求；同時現(xiàn)有的光學(xué)聚焦鏡頭，基本以觀察或作用于物體表面的應(yīng)用場景下設(shè)計，在飛秒激光近視矯正手術(shù)中，激光光束需要透射經(jīng)過載玻片和一定厚度的生物眼睛角膜，現(xiàn)有的光學(xué)聚焦鏡頭會因作用點在角膜當(dāng)中，導(dǎo)致額外的像差，出現(xiàn)作用光斑擴(kuò)大等情況，影響飛秒手術(shù)的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，其結(jié)構(gòu)簡單，激光匯聚效果好，整體結(jié)構(gòu)通用性更好，整體具有更好的性價比。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，包括鏡體，所述鏡體上沿光軸從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡以及第九透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡、第七透鏡以及第八透鏡具有負(fù)光焦度，所述第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡以及第九透鏡具有正光焦度，所述第一透鏡、第二透鏡、第七透鏡以及第八透鏡的物側(cè)面為凹面，所述第三透鏡和第四透鏡的物側(cè)面為平面，所述第五透鏡、第六透鏡以及第九透鏡的物側(cè)面為凸面，所述第一透鏡、第二透鏡和第七透鏡像側(cè)面為凹面，所述第三透鏡和第四透鏡的像側(cè)面為凸面，所述第五透鏡、第六透鏡、第八透鏡以及第九透鏡的像側(cè)面為平面。

3、這樣設(shè)置的有益效果是：首先標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)置原理是，核心在于將鏡片的形狀規(guī)范化為幾種常見的類型，具體包括標(biāo)準(zhǔn)的平凸鏡、平凹鏡、雙凸鏡和雙凹鏡。這些鏡片的形狀設(shè)計遵循了一定的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。具體來說，對于雙凸鏡和雙凹鏡，它們的設(shè)計采用了對稱性結(jié)構(gòu)，這意味著這兩種透鏡的兩個面的曲率半徑數(shù)值是相等的，這樣的設(shè)計有助于提高透鏡的成像質(zhì)量和光學(xué)性能。在透鏡形狀的約束方面，我們采用了徑厚比參數(shù)來加以控制。具體而言，對于正光焦度的凸面鏡，其徑厚比需達(dá)到5倍至10倍，這樣的比例可以確保透鏡在具有適當(dāng)焦距的同時，保持良好的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。而對于負(fù)光焦度的凹面鏡，其徑厚比則需達(dá)到10至20倍，這樣的設(shè)計有助于優(yōu)化透鏡的光學(xué)性能，使其在成像過程中更好地發(fā)揮作用。此外，標(biāo)準(zhǔn)焦距的數(shù)值設(shè)計也遵循了一定的規(guī)則，即以25mm的倍數(shù)來進(jìn)行設(shè)定。這樣的設(shè)計既便于生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化管理，又能滿足不同應(yīng)用場景對焦距的需求。整體再通過這樣的設(shè)置，提高鏡片的加工效率和對加工后單個鏡片的性能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評價。保證整體光刻物鏡的有效性和標(biāo)準(zhǔn)性，同時預(yù)留了在某個單鏡片損壞的情況下的可替換性。通過使用第一透鏡，第二透鏡作一定范圍的光線擴(kuò)散；使用第三透鏡、第四透鏡，分別將光束重新準(zhǔn)直，達(dá)到激光束擴(kuò)束的作用。擴(kuò)束效果可表示為20mm至50mm的2.5倍放大倍率；第五透鏡起到了整體匯聚作用，第七透鏡、第八透鏡透鏡，通過本身的負(fù)光焦度作用，產(chǎn)生大量的反向球差，與前后的第六和第九透鏡所產(chǎn)生的正向球差相互抵消中和；第九透鏡產(chǎn)生聚焦和中和球差的操作進(jìn)一步匯聚光線。將重新整合后的光線進(jìn)行近軸的聚焦，使光學(xué)鏡頭能夠使得光斑中心的激光能量達(dá)到整體激光射入能量的80%，能夠?qū)崿F(xiàn)激光能量的充分應(yīng)用，提高切割作業(yè)的精密程度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中能量密度小的問題。作為優(yōu)選，該物鏡體用于波長為1030nm飛秒激光器，該鏡體的掃描范圍設(shè)置為為直徑為9mm~10mm的圓形范圍，保證鏡體的作用光斑精確到以3微米為分辨單位，保證結(jié)構(gòu)的運轉(zhuǎn)可靠性和精度性，具有良好的使用效果。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置，所述鏡體的有效焦距為31.02mm，所述鏡體的入瞳直徑為20mm，所述鏡體的焦距與透鏡直徑的比f數(shù)為1.55。

5、這樣設(shè)置的有益效果是：結(jié)構(gòu)布置合理，保證透鏡的使用效果，保證激光能量的匯聚效果，提高結(jié)構(gòu)在理論高精度的應(yīng)用場景下的使用可靠性，具有良好的使用效果。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置，所述鏡體的光學(xué)總長為288mm。

7、這樣設(shè)置的有益效果是：整體結(jié)構(gòu)更為緊湊，作為優(yōu)選，透鏡的后焦距離控制在30mm，可以充分預(yù)留各個透鏡在整體鏡體中安裝的合理間距，避免鏡體在安裝過程中產(chǎn)生干涉影響，給實際應(yīng)用中一次性的生物接口預(yù)留足夠的體積空間進(jìn)行安裝與更換。保證使用效果，保證功能的穩(wěn)定，具有良好的使用效果。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置，所述鏡體的有效掃描角為全方向4.5°。

9、這樣設(shè)置的有益效果是：保證結(jié)構(gòu)的聚光效果，保證光照位置的光照強(qiáng)度以及均勻性，使掃描范圍為直徑為9mm~10mm的圓形范圍，保證使用效果。

技術(shù)特征：

1.一種標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，其特征在于：包括鏡體，所述鏡體上沿光軸從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡以及第九透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡、第七透鏡以及第八透鏡具有負(fù)光焦度，所述第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡以及第九透鏡具有正光焦度，所述第一透鏡、第二透鏡、第七透鏡以及第八透鏡的物側(cè)面為凹面，所述第三透鏡和第四透鏡的物側(cè)面為平面，所述第五透鏡、第六透鏡以及第九透鏡的物側(cè)面為凸面，所述第一透鏡、第二透鏡和第七透鏡像側(cè)面為凹面，所述第三透鏡和第四透鏡的像側(cè)面為凸面，所述第五透鏡、第六透鏡、第八透鏡以及第九透鏡的像側(cè)面為平面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，其特征在于：所述鏡體的有效焦距為31.02mm，所述鏡體的入瞳直徑為20mm，所述鏡體的焦距與透鏡直徑的比f數(shù)為1.55。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，其特征在于：所述鏡體的光學(xué)總長為288mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，其特征在于：所述鏡體的有效掃描角為全方向4.5°。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種標(biāo)準(zhǔn)件化的近紅外激光高精度掃描切割光刻物鏡，有負(fù)光焦度的第一透鏡，其物側(cè)面與其像側(cè)面均為凹面；具有負(fù)光焦度的第二透鏡，其物側(cè)面與其像側(cè)面均為凹面；具有正光焦度的第三透鏡，其物側(cè)面為平面，其像側(cè)面為凸面；具有正光焦度的第四透鏡，其物側(cè)面為平面，其像側(cè)面為凸面；具有正光焦度的第五透鏡，其物側(cè)面為凸面，其像側(cè)面為平面；具有正光焦度的第六透鏡，其物側(cè)面為凸面，其像側(cè)面為平面；具有負(fù)光焦度的第七透鏡，其物側(cè)面與其像側(cè)面均為凹面；具有負(fù)光焦度的第八透鏡，其物側(cè)面為凹面，其像側(cè)面為平面；具有正光焦度的第九透鏡，其物側(cè)面為凸面，其像側(cè)面為平面。其激光匯聚效果好，通用性更強(qiáng)，具有更好的性價比。

技術(shù)研發(fā)人員：潘子政,吳持真,賈銀川,孫輝,牟維華,葉方富
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國科溫州研究院（溫州生物材料與工程研究所）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2