Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ФОКУСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ФОКУСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ФОКУСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для лазерной обработки и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Сущность изобретения: в устройство для настройки фокусирующей системы лазерной установки предложено ввести дополнительную линзу для компенсации изменения показателя преломления фокусирующей линзы при прохождении через нее света с длиной волны, соответствующей видимой области спектра. Оптическую силу дополнительной линзы определяют по заданной формуле. Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства за счет возможности его использования при лазерном излучении с длиной волны, соответствующей невидимой области спектра. 1 ил. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047447
Класс(ы) патента: B23K26/06
Номер заявки: 5021470/08
Дата подачи заявки: 10.01.1992
Дата публикации: 10.11.1995
Заявитель(и): Квасов Михаил Иванович; Горшков Олег Владимирович; Гаврилов Геннадий Николаевич; Скуднов Вениамин Аркадьевич
Автор(ы): Квасов Михаил Иванович; Горшков Олег Владимирович; Гаврилов Геннадий Николаевич; Скуднов Вениамин Аркадьевич
Патентообладатель(и): Квасов Михаил Иванович; Горшков Олег Владимирович; Гаврилов Геннадий Николаевич; Скуднов Вениамин Аркадьевич
Описание изобретения: Изобретение относится к лазерной обработке, в частности к оборудованию для ее выполнения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для настройки фокусирующей системы лазерной установки, содержащей источник видимого света, фильтра, пропускающего свет с длиной волны лазерного излучения и фокусирующей линзы.
Пучок видимого света с длиной волны лазерного излучения, проходя через фокусирующую линзу, обеспечивает точное определение места и размера пятна лазерного излучения.
Недостатком этого устройства является невозможность его применения для лазеров, генерирующих излучение с длиной волны в невидимой области спектра, в то время как большинство технологических лазеров работают в невидимой области спектра (1,06; 10,6 мкм).
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства. Цель изобретения возможность его использования при лазерном излучении с длиной волны, соответствующей невидимой области спектра. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для настройки фокусирующей системы, которая содержит источник видимого света, фильтр, пропускающий видимый свет с известной длиной волны, и фокусирующую линзу, введена дополнительная линза для компенсации изменения показателя преломления фокусирующей линзы при прохождении через нее света с видимой длиной волны. Оптическая сила дополнительной линзы может быть рассчитана по формуле
(1) где f фокусное расстояние фокусирующей линзы для длины волны, излучаемой лазером;
f1 фокусное расстояние фокусирующей линзы для длины волны видимого спектра;
fд фокусное расстояние дополнительной линзы;
l расстояние между фокусирующей и дополнительной линзами. Значение f1 может быть рассчитано по формуле
f1= (n-1)-
(2) где n показатель преломления фокусирующей линзы для видимого спектра с известной длиной волны; R1, R2 радиусы кривизны фокусирующей линзы (Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика, М. Наука, 1980, с.70-74).
На чертеже приведена схема устройства.
Устройство содержит корпус 1 системы транспортировки лазерного излучения, в котором установлен корпус 2 источника 3 видимого света с фильтром 4.
Корпус 2 вводится в корпус 1 посредством устройства 5. В торце корпуса 1 установлено направляющее поворотное зеркало 6, направляющее луч лазера на систему фокусировки 7, включающую фокусирующую линзу 8, дополнительную линзу 9.
Линза 9 имеет устройство 10 для введения ее в рабочий тракт прохождения излучения лазера.
Датчики 11 служат для блокировки включения лазера при настройке его оптической системы.
Устройство работает следующим образом.
При необходимости настройки системы фокусировки 7, устройство 5 вводит корпус 2 с источником 3 видимого света и фильтром 4 (который пропускает видимый свет с определенной длиной волны) в корпус 1 системы транспортировки лазерного излучения. Устройство 10 вводит дополнительную линзу 9 в рабочий тракт прохождения излучения лазера так, что оптические оси линз 8 и 9 совпадают. Датчики 11 исключают возможность включения лазера при введенных корпусе 2 и линзе 9 в тракт прохождения излучения лазера. Включают источник 3 света. Видимый свет, проходя через фильтр 4, преобразуется в монохроматический с известной длиной волны и, отражаясь от зеркала 6, направляется в систему фокусировки 7. Проходя через фокусирующую 8 и дополнительную 9 линзы видимый свет преломляется также, как излучение лазера, проходящее через фокусирующую линзу 8, и фокусируется на поверхности обрабатываемой детали. Перемещая линзу 8, без изменения расстояния между линзами 8 и 9, регулируют величину пятна на поверхности обрабатываемой детали, добиваясь заданных размеров. После настройки оптической системы выводят корпус 2, линзу 9, включают технологический лазер и обрабатывают деталь.
Результаты расчета фокусного расстояния и оптической силы дополнительной линзы по формулам (1) и (2) представлены в табл.1 для основной линзы, изготовленной из NaCl, KCl и KBr с параметрами f 0,5 м, R1 R2; расстояние между дополнительной и основной линзами l 0,01 м, длине волны видимого света λ 0,6 мкм.
Значения коэффициентов преломления для различных длин волн взяты из Воронкова Е.М. и др. Оптические материалы для инфракрасной техники, М. Наука, 1965.
При заданном фокусном расстоянии дополнительной линзы (fд) при тех же параметрах (f1) фокусирующей линзы может быть рассчитано расстояние между линзами (l), по формуле
l (f1-f)-f1, м
Если fд 5 м, тогда значения l соответствуют значениям, приведенным в табл.2.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить настройку системы фокусировки луча технологических лазеров, работающих в невидимой области спектра, с высокой точностью, обеспечивающий возможность отработки тонких кромок и узких зон на поверхности изделий. При этом исключается необходимость использования лазерного излучения для настройки системы фокусировки.
Кроме того, использование этого устройства позволит сократить время настройки оптического тракта и фокусирующей системы технологического лазера за счет визуального контроля размера пятна и места обработки. Время настройки сокращается в 1,5-2 раза. Проведенный анализ и испытания свидетельствуют о том, что предложенное решение соответствует критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости.
Формула изобретения: УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ФОКУСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ, состоящее из источника видимого света, фильтра, пропускающего свет с заданной длиной волны, и фиксирующей линзы, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной линзой для компенсации изменения показателя преломления фокусирующей линзы при прохождении через нее света с длиной волны, соответствующей видимой области спектра с оптической силой, отвечающей следующему соотношению

где f фокусное расстояние фокусирующей линзы для длины волны лазера;
f1 фокусное расстояние фокусирующей линзы для длины волны видимого спектра;
fд фокусное расстояние дополнительной линзы;
l расстояние между фокусирующей и дополнительной линзами.