目前国内用于激光标刻机的F-Theta镜头的工作面积一般不超过420 mm。国外虽有面积较大的F-Theta镜头,但结构复杂。通过初级像差分析,确定了镜头的初始结构参量,利用光学设计软件优化得到了工作面积为680 mm的F-Theta镜头,它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到100 mm,具有结构简单紧凑,聚焦性能接近衍射极限、线性畸变小的优点,满足大工作面打标的使用要求。

一般动态聚焦打标机在聚焦镜前加一套准直扩束系统，随扫描振镜的转动，同步调整准直扩束系统的位置，使激光束始终聚焦在打标平面上。但对更大幅面，聚焦效果不够理想，边缘部分比较模糊。为了适应更大幅面的打标，在原准直扩束系统的基础上，设计了动态准直扩束系统，通过优化设计准直扩束系统的运动轨迹，进一步提高了聚焦性能。经优化后的聚焦指标性能提高了20%，实现了小光斑、大范围的激光打标。同时利用多项式对扩束镜的轨迹进行拟合，提高打标速度，并利用分段线性插值查找表的方法对边缘部分的枕形失真进行校正。经装机测试，该