Презентація Лекції 4ltft.kpi.ua/documents/SELTO/SELTO-lec-04.pdf · Вид Б Б - Б Б Б H= F[Atg2 (D/2-FSin ) -DF) (F-A)tg2 (D/2-2FSin2 ) 2 d= F(D-Atg2Sin2 )

Презентація 2Лекції 4

Тема 3. Засоби зовнішнього (поза резонаторного) керування параметрами пучка випромінювання

3.1. Пристрої для змінення характеристик пучка лазерноговипромінювання

През. №2, сл.№23.2. Засоби управління формою перетину пучка лазерноговипромінювання

През. №2, сл.№63.3. Пристрої для змінення напряму поширення пучкавипромінювання

През. №2, сл.№83.4. Пристрої для перекриття пучка випромінювання(заслінки,затвори)

През. №2, сл.№11Контрольні запитання та завдання През. №2, сл.№15Бібліографічний опис През. №2, сл.№16

2

Тема 3. Засоби зовнішнього (поза резонаторного) керування параметрами пучка випромінювання3.1. Пристрої для змінення характеристик пучка лазерного

випромінювання

3.1.1. Засоби керування поперечним розподілом інтенсивності

- фільтрацією випромінювання

1 2 3 4 5 6

k /4 k /4

5

TiOSiO22

Рис. 3.1(5.1). Схема використання фільтрів (а) та інтерференційних дзеркал (б)

1 2 3 4

5

6 7

газ

5 1 3 24

3 6

Рис. 3.3(5.3). Газовий фільтр із змінюваним перемінним пропусканням випромінювання

із перемінним пропусканням для впливу на розподіл інтенсивності

а б

Рис. 3.2(5.2). Використання лінзи Адамара (5) для підвищення однорідності розполділу інтенсивності у пучку

[3.1]

[3.2]

3

Тема 3. Засоби зовнішнього (поза резонаторного) керування параметрами пучка випромінювання


- оптичними елементами

1 2 3 4 56 7 8 9

10 11 12Рис. 3.4(5.4). Схема перетворення форми попереку проміню маскою

1

3 2

6 7

5

4

Рис. 3.5(5.5). Схема перебудови структури пучка для підвищення

d

d D

D

F F

д

0

д

min

a = k

D

однородності розподілу потужності в зоні опромінення D

[3.3]

[3.4]

4


оптичними елементами (подовження)

1 4 2 3 6 5

Do=0,83 D

C=DoF /do=F /A2

F =F DDo

( Do+doD+do

) 2

B=F1(1+----doDo

)[1-- DDo (

do+DoD+do

)2]

; A=F do/Do

Рис. 3.6(5.6). Об'єктив з двох лінз, призначенний для обробки циліндричних отворів

D D

С

FF

1

2

В F

F

1

2

1 1 1

2 1

1

2

3

4

C,м

Dodo

1020

3040

5010

020

010

00

12,520

304050100

1000

Ddo

F1,мм

20

40

60

80

100

120

140

10

20

30

50

100

1000

Dodo

F2,мм20

40

60

80

100

120

140

12

3

4

5

6

Ключ:Відомо: D та do: 1. За співвідношенням D/dо обирається фокусна відстань F1 (крапка 2);2. Обирається відстань C та визначається розмір лінзи 2 Do (по співвідношенню Do/do) (крапка 4); 3. За обраним співвідношенням Do/do знаходять фокусну відстань F2(крапка 6).

Рис. 3.7(5.7). Номограма для визначення параметрів об'єктиву з двох лінз

[3.5]

5


оптичними елементами (подовження)

Вид Б

Б - Б

Б Б

H= F[Atg2 (D/2-FSin ) -DF )

(F-A)tg2 (D/2-2FSin2 )

2

d=F(D-Atg2Sin2 )D/4-FSin2

Рис.3.9. Схема оптичної системи для вирівнювання розподілу інтенсивності

в зоні опромінення

[3.6]

6

3.2. Засоби управління формою перетину пучка лазерноговипромінювання

3.2.1. Пристрої для створення прямокутних зон опромінення [3.7]

1 2 34 5

Рис. 3.10(5.12). Схема оптичної системи дляпридання попереку проміня довільної форми

DD

F

D

B

F

F

d

d d

d d

1

2

3

а) 1-біпризма б) 1-піраміда

А

Вид А Вид А

d=2Ftg[(n-1) ]F=F-B+D/2tg[(n-1) ]

F2

Рис. 3.11(6.1). Схема оптична системи формування пряпокутної зони опромінення пучком з круглим попереком

XY X Y

Y Y

XX

[3.8]

7

3.2. Засоби управління формою перетину пучка лазерноговипромінювання (подовження)

3.2.2. Пристрої для створення зон опромінення кільцевої форми

1 2

3

4 5

Рис. 3.13(5.14). Схема формування пучка кільцевої форми

1 2 3 4

d=2{Ftg[(n-1) ]}

Рис. 3.14(5.15). Схема формування пучка кільцевої форми

F

FD d

А

1 2 3

Рис. 3.12(5.13). Схема оптичної системи для формування попереку пучка кільцевої форми

D=d

D d

F

R

A

OB

К S

К

D

а б

[3.9]

[3.10]

[3.11]

8

3.3. Пристрої для змінення напряму поширення пучкавипромінювання

X

Y

X

Y7

35

6

для взаємної орієнтації пучка випромінювання та світло волокна

9 8

4

1 2

Рис.3.15. Схема розташування погоджувальних вузлів

n

n

1

2

пвв

пвв

[3.12]

9

3.3. Пристрої для змінення напряму поширення пучкавипромінювання (подовження)

22

M64

*1-6

G

O76

O58

H7/

g6

O36

H7/

g6

O15

G7/

h6

M20*0.5-7H/8g

86*

Б

А

А (1:1)

Б (1:1)

55

14

мм

1 8 9 2 10 11

5

4376

Рис.3.16. Конструкція вузла для погодження осей лазерного променя та транспортуючого світло волокна

0 0.5 1 1.5 22.5

3

3.54

4.55

5.56

6.57

7.58

8.58.799.29.59.79.9

10

9.99.70.51

1.52

2.53

3.5

44.

55

5 .5

66.

57

7.5

8

8.5

8.79

9.29.5

- 0 + 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180102030

10

3.3. Пристрої для змінення напряму поширення пучкавипромінювання (подовження)

Рис. 3.19(5.11). Схема пристрою для кутового переміщення пучка

0

0

0

а

системою призм

R

1 2 3

4

5

6

7 8

9

10

11

Iп

IIп

IIпучок

Iпучок

1 2

12

/2

Рис. 3.18(5.10). Паралельне переміщення осі пучка

b

e

пр

Sin np

=Sin /n

e= Sin( - np

)Cos

np

Рис. 3.17(5.9). Засіб паралельного зміщення пучка випромінювання

90°

113°

90°

45

67.5

135

[3.13]

[3.14]

11

3.4. Пристрої для перекриття пучка випромінювання (заслінки,затвори)

1

2

3

4

5

1

2

35

12

2

3

6

7

А

1

2

3 4

7

Вид А

а

б

а б

Рис.3.20 (7.13). Схеми заслінок для перекриття пучка випромінювання потужністю до 500Вт

1 2

4

Рис.3.21 (7.13). Схеми заслінок для перекриття пучка випромінювання потужністю більше 500Вт

12

3.4. Пристрої для перекриття пучка випромінювання (заслінки,затвори) (подовження)

40

*

O3H

7/p6

O6H7/k6O8H7/f7

O8H

7/f7

O6H7/k6

O6H7/k6 O8H7/f7O6H7/p6

O6H7/k6

O8H

7/f7

10

48

100

4056

98

24

2N9/

h6

O6H

7/s6

2N9/

h6

O6H

7/s6

2

O6

17 13 9 6 4 10 7 2

8

16

31

14

5

А

А

Б

Б

В

В

А-А

(5:1)Б-Б (5:1)

В-В (5:1)

Рис. 3.21(7.13) Заслінка для швидкісного перекриття променю

13


100

110

8

30

140

48

8

120

M3-

7H/8

g 6

45+1

O46

10

106*

220

10

6

14

O4.

8H7

M6-

7H 2отв.

O3

2отв.

4822.5

120°

30°

O72

8

9

5

4

3

7

2

6

12 15 1413 11 10

1

Рис. 3.22(7.13). Заслінка для швидкісного перекриття променю 0.5-1,5кВт

14


Рис. 3.23. Конструкція заслінки для перекриття випромінювання з потужністю 3,0кВт(лазер PRC3000)

15

Контрольні запитання та завдання

1. Які засоби можуть використовуватися для керування формою поперечного

перетину пучка випромінювання?.

2. Навести схему пристрою для змінення кутового напрямку поширення пучка

випромінювання.

3. Якими засобами можна керування напрямком вісі пучка випромінювання –для паралельного зміщення пучка.

4. Навести схеми оптичних пристроїв для змінення форми попереку пучка

випромінювання – з круглого на прямокутний.5. Які оптичні пристрої для змінення форми попереку пучка випромінювання

використовують для перетворення круглого на кільцевий?6. Які оптичні пристрої для змінення форми попереку пучка випромінювання

використовують для перетворення круглого на довільну?

7. Якими пристроями можна змінити розподіл інтенсивності в попереку пучка

випромінювання шляхом вирівнювання інтенсивності фільтрами?

8. Якими пристроями можна змінити розподіл інтенсивності в попереку пучка

випромінювання шляхом перебудови структури пучка?

9. Які пристрої послуговують для змінення розподілу інтенсивності в попереку

пучка випромінювання – оптичними засобами?

10. Які ви знаєте вузли для введення пучка випромінювання в світловолокно?

11. Навести схему узгоджуючого пристрою для введення променя в

світловолокно.

12. . З якою метою до оптичного вузла на виході променя із волокна додана

лінза? Розрахуйте її оптичні характеристики.

16

Бібліографічний опис

3.1. Заявка Японії №46-26075, H01S 2/08, оп 28.07.1971р.

3.2. Заявка Японії №59-70486, В23К 26/00, оп. 20.04.1984р.



3.5. А. с. 843380 СРСР, МКІ3 В23К 26/00. Лазерний пристрій для обробки отворівбез вхідного конусу і грату [Текст] | В.П.Котляров, В.С. Коваленко (СРСР) - №2898436/25 -27 ; заявл. 24.03.1980 (без публ.)

3.6. А.с. 1166425 СРСР, МКІ3 В23К 26/00. Пристрій для лазерної обробки [Текст] В.П.Котляров, М.І.Анякін, В.С.Коваленко(СРСР) - № 3702664/25-27 ; заявл. 20.02.1984 (без публ.)

3.7. Упрочнение деталей лучом лазера // В.С. Коваленко, Л.Ф. Головко, Г.В. Меркулов. и др. - Київ: Техніка - 1981. - 130с.


3.9. Патент 3.848.970 США, G02В 13/18, оп. 19.11.1974р.


3.11. Патент 2.821.883 ФРН, МКІ3 В23К 26/00, оп. 17.07.1980р.

3.12. Котляров В.П., Салаваті Хамідреза Технічне процедур забезпеченнялазерної терапії // Зб. Наукові вісті НТУУ «КПІ», Київ: НТУУ «КПІ» - 2008.-

№3.С.96-103


3.14. Патент 2.271.683 Франції H01S 1/18, оп. 1976р.

Documents

Презентація Лекції 4ltft.kpi.ua/documents/SELTO/SELTO-lec-04.pdf · Вид Б Б - Б Б Б H= F[Atg2 (D/2-FSin ) -DF) (F-A)tg2 (D/2-2FSin2 ) 2 d= F(D-Atg2Sin2 )