一套基本的x-y掃描裝置看起來很簡單:兩塊反射鏡,由電機驅(qū)動,可將入射激光束反射到特定區(qū)域(工作區(qū)域)的任何點。一組平場(f- )透鏡確保焦點在工作區(qū)域平面內(nèi),對基本的Nd:YAG激光器來說,典型的工作范圍為40×40平方毫米(ff- =100 毫米)至180×180 平方毫米(ff- =254 毫米;對于高級諧波激光器和二極管激光器,其工作范圍為40×40 平方毫米(ff- =100 毫米)至120×120平方毫米(ff- =163 毫米),具體取決于平場透鏡的焦距。顯然,所需工作范圍越大,工作距離越長。如果在掃描振鏡前端的激光光路中,使用聚焦透鏡和可移動透鏡的組合來代替平場透鏡,工作范圍和工作距離還會進一步增加。該裝置可使工作范圍達到1200×1200平方毫米,工作距離達到1500毫米。
在多種應(yīng)用場合中,要求較高的定位速度。比如,當(dāng)f- 透鏡焦距長度達163mm時,在120×120mm2的工作區(qū)域內(nèi)掃描速度可達10 m/s。簡單的幾何計算表明,振鏡鏡面較小的角度偏差可能導(dǎo)致激光光斑在工作平面上出現(xiàn)較大的錯位。因此,不管對振鏡驅(qū)動、鏡面,還是反射鏡安裝架來說,高級別的定位精度是必須的。同時,振鏡電機和驅(qū)動器電子器件會發(fā)熱,產(chǎn)生熱漂移,導(dǎo)致上述定位偏差的發(fā)生。熱增益漂移特征數(shù)值<30 rad/K,增益漂移特征數(shù)值<50 ppm/K(每軸)。因此,如果要求高精度和長期穩(wěn)定性,一種解決方案是選配帶水冷功能的掃描振鏡。其中最具代表性的例如為Superscan-II-LD,長期穩(wěn)定性可達到24小時<200 rad(未帶主動冷卻功能時為<300 rad)。此外,專門的集成自動校準(zhǔn)功能的系統(tǒng)類型可將增益漂移降低至20 rad/K,位置漂移降低至5 ppm/K,8小時長期穩(wěn)定性< 20 rad。