RU175849U1

RU175849U1 - Оптическая лазерная головка с механизмом фокусировки лазерного излучения

Info

Publication number: RU175849U1
Application number: RU2016143840U
Authority: RU
Inventors: Сергей Георгиевич Горный; Владимир Игоревич Юревич; Василий Алексеевич Некрасов; Александр Сергеевич Кровяков; Дмитрий Викторович Соколов; Федор Дмитриевич Кузьмичев; Михаил Иванович Патров; Игорь Васильевич Рудчук
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2017-12-21

Abstract

Устройство для фокусировки лазерного излучения содержит оптическую головку (1) лазера с механизмом фокусировки его излучения, первый источник (2) направленного излучения красного диапазона длин волн (650-700 нм), второй источник (3) направленного излучения зеленого диапазона длин волн (500-550 нм), общую опорную структуру (4) оптической головки (1) лазера. Оптические оси распространения светового излучения первого и второго источников (2), (3) направленного излучения пересекаются в точке фокуса пучка лазерного излучения. Устройство позволяет осуществить более простой визуальный контроль фокусировки и, как следствие его, повысить точность фокусировки пучка лазерного излучения.5 з.п., 2 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам, применяемым в лазерной технике для фокусировки пучка выходного лазерного излучения, в частности для лазерных излучателей инфракрасного диапазона, используемых для гравировки различных изделий.

Известно устройство для фокусировки лазерного излучения (см. патент RU 2262749, МПК G11B 7/09, опубликован 20.10.2005), содержащее закрепленный на выходном фланце лазера тубус с установленной в нем с возможностью перемещения вдоль оптической оси лазера фокусирующей линзой, отличающееся тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий, механизм перемещения фокусирующей линзы выполнен в виде каретки, соединенной с приводами грубого и точного ее перемещения.

Известное устройство включает в свой состав аппаратуру измерения распределения энергии вспомогательного отраженного пучка в плоскости регистрации за счет создания астигматизма отраженного пучка, что существенно усложняет и удорожает конструкцию.

Известно устройство для фокусировки лазерного излучения (см. патент RU 2398665, МПК B23K 26/073, опубликован 10.09.2010), включающее три оптических блока, первый и второй из которых по ходу луча установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Первый и третий по ходу луча оптические блоки выполнены с положительной оптической силой. Второй оптический блок выполнен с отрицательной оптической силой. Оптические силы первого и второго оптических блоков удовлетворяют определенному соотношению. Первый и второй оптические блоки снабжены автономными механизмами перемещения.

Необходимость включения в состав известного устройства системы оптических элементов с несколькими независимыми механизмами перемещения этих элементов приводит к усложнению и удорожанию конструкции.

Известно устройство для фокусировки лазерного излучения (см. патент RU 2413265, МПК G02B 27/16, опубликован 27.02.2011), включающее оптическую 2

головку лазера с механизмом фокусировки его излучения на обрабатываемой поверхности с установленным в нем узлом фокусирующей линзы. Механизм фокусировки излучения лазерного луча снабжен устройством управления в виде задающего генератора прямоугольных импульсов и усилителя электрических сигналов и выполнен в виде стопки отдельных кольцевых пьезоэлектрических элементов с напыленными электродами, установленной подвижно и соосно оси оптической головки в ее корпусе и связанной с торцом корпуса фокусирующей линзы, а корпус фокусирующей линзы установлен в корпусе оптической головки на упругую резиновую прокладку.

Известное устройство содержит большое количество электронных узлов, в том числе генератор прямоугольных импульсов и усилитель электрических сигналов, что приводит к усложнению конструкции устройства. Необходимость применения кольцевых пьезоэлектрических элементов с напыленными электродами ограничивает ресурс устройства.

Известна оптическая лазерная головка с механизмом фокусировки лазерного излучения (см. патент CN 204848935, МПК C21D 01/09, опубликован 09.12.2015), включающая первый источник направленного светового излучения красного диапазона длин волн и второй источник направленного светового излучения красного диапазона длин волн, установленные на корпусе оптической головки лазера таким образом, что оптические оси распространения светового излучения первого и второго источников излучения красного диапазона длин волн пересекаются в точке фокуса пучка лазерного излучения.

Недостатком устройства-прототипа является применение двух источников направленного светового излучения красного диапазона длин волн, создающих на обрабатываемой поверхности слабоконтрастное пятно. В результате визуальный контроль фокусировки осложняется, и выполнить фокусировку пучка лазерного излучения с высокой точностью оказывается затруднительно.

Задачей настоящего технического решения являлась разработка оптической лазерной головки с механизмом фокусировки лазерного излучения, которое бы позволяло осуществить более простой визуальный контроль фокусировки и, как следствие его, повысить точность фокусировки пучка лазерного излучения.

Поставленная задача решается тем, что оптическая лазерная головка с механизмом фокусировки лазерного излучения включает первый источник 3

направленного излучения красного диапазона длин волн и второй источник направленного излучения. Первый и второй источники установлены на корпусе оптической головки лазера таким образом, что оптические оси распространения светового излучения первого и второго источников направленного излучения пересекаются в точке фокуса пучка лазерного излучения. Второй источник направленного излучения выполнен в виде источника направленного излучения зеленого диапазона длин волн.

Первый источник направленного излучения может быть выполнен в виде полупроводникового лазера или в виде полупроводникового диода с оптической системой фокусировки, или в виде гелий-неонового лазера.

Второй источник направленного излучения может быть выполнен в виде полупроводникового лазера или в виде полупроводникового диода с оптической системой фокусировки.

Применение полупроводникового диода с оптической системой фокусировки может удешевить конструкцию в целом.

Настоящая полезная модель поясняется чертежом, где

на фиг. 1 схематически изображена оптическая лазерная головка с механизмом фокусировки лазерного излучения;

на фиг. 2 показаны световые пятна на обрабатываемой лазером поверхности от первого и второго источников направленного излучения при несфокусированном лазерном излучении на обрабатываемой поверхности;

на фиг. 3 показаны световые пятна на обрабатываемой лазером поверхности от первого и второго источников направленного излучения при сфокусированном лазерном излучении на обрабатываемой поверхности.

Оптическая лазерная головка (1) с механизмом фокусировки лазерного излучения включает: первый источник 2 направленного излучения красного диапазона длин волн (650-700 нм), второй источник 3 направленного излучения зеленого диапазона длин волн (500-550 нм), общую опорную структуру 4 оптической головки 1 лазера, а также первого и второго источников 2, 3 направленного излучения, 5 - обрабатываемая лазером поверхность. Направления распространения излучений обозначены соответствующими стрелками (см. фиг. 1).

Оптическая лазерная головка с механизмом фокусировки лазерного излучения работает следующим образом. Первый источник 2 направленного 4

излучения красного диапазона длин волн и второй источник 3 направленного излучения зеленого диапазона длин волн устанавливают таким образом, чтобы фокус излучения лазера оптической головки 1 лазерного излучения и оптические оси распространения направленного светового излучения первого и второго источников 2, 3 пересекались в одной точке пространства (см. фиг. 1). Таким образом, при фокусировке выходного лазерного излучения на поверхности 5 обрабатываемой лазером пучки светового излучения первого и второго источников 2, 3 сливаются в одно общее пятно 6 (см. фиг. 2). Благодаря применению первого источника 2 направленного излучения красного диапазона длин волн и второго источника 3 направленного излучения зеленого диапазона длин волн это пятно 6 оказывается окрашено в белый цвет, контрастный по отношению к обрабатываемой поверхности. В результате оператор лазерного излучателя может осуществить удобный и быстрый визуальный контроль фокусировки, так как если лазерное излучение не сфокусировано на поверхности 5 обрабатываемого изделия (см. фиг. 3), то видны красный опечаток 7 и зеленый отпечаток 8 соответственно от первого и второго источников 2, 3. Если фокусировка выполнена успешно - виден только белый свет (см. фиг. 2). Первый и второй источники 2, 3 направленного излучения должны обладать достаточной светимостью и диаметром пучка выходного излучения, позволяющего осуществить визуальный контроль, а именно создавать освещенность на поверхности 5 обрабатываемого изделия не менее 10000 лк (люмен на м²).

Claims

1. Оптическая лазерная головка с механизмом фокусировки лазерного излучения, содержащая первый источник направленного излучения красного диапазона длин волн и второй источник направленного излучения, установленные на корпусе оптической лазерной головки с обеспечением пересечения оптических осей распространения светового излучения первого и второго источников направленного излучения в точке фокуса пучка лазерного излучения, отличающаяся тем, что в качестве второго источника направленного излучения использован источник направленного излучения зеленого диапазона длин волн.

2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что второй источник направленного излучения выполнен в виде полупроводникового лазера.

3. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что второй источник направленного излучения выполнен в виде полупроводникового диода с оптической системой фокусировки.

4. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что первый источник направленного излучения выполнен в виде полупроводникового лазера.

5. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что первый источник направленного излучения выполнен в виде полупроводникового диода с оптической системой фокусировки.

6. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что первый источник излучения выполнен в виде гелий-неонового лазера.