Разработка лазерно-оптических систем технологических установок на основе теории лазерной оптики.

Научная библиотека Комментариев к записи Разработка лазерно-оптических систем технологических установок на основе теории лазерной оптики. нет

Ширанков А.Ф., Носов П.А., Пахомов И.И., Григорьянц А.Г., Якунин В.П., Третьяков Р.С. // Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 9, с: 18 , УДК 621.3.038.615

Разработана методика синтеза оптических систем лазерных головок технологических установок с волоконными лазерами. Синтез и разработка рабочей конструкторской документации на изготовление оптических деталей лазерной головки проведены с учетом когерентных свойств мощного лазерного излучения и всех характерных особенностей функционирования подобного оборудования.

Введение. В настоящее время новые лазеры широко применяются в различных отраслях: автомобилестроении, судостроении, авиационной промышленности и др. Для выполнения большого числа за- дач по обработке материала в лазерных технологических установках используются мощные волоконные лазеры. К преимуществам волоконных лазеров по сравнению с СО 2 -лазерами, твердотельными и другими лазерами относятся (табл. 1): высокий КПД; удобная транспортировка излучения к обрабатываемому материалу; высокая стабильность выходных параметров; высокая надежность элементов волоконного лазера и большой ресурс работы; простота эксплуатации и отсутствие юстировочных элементов. Для получения хороших результатов при обработке излучением волоконных лазеров необходимо уделять внимание как технологии обработки, так и характеристикам элементов установки. Применение оптимизированных оптических систем в технологических головках позволяет значительно поднять качество и производительность процесса обработки. Обзор существующего лазерного оборудования в России и за рубежом показал недооценивание роли оптической системы в лазерном оборудовании. Повышение производительности и характеристик лазерных технологических установок часто сводится лишь к увеличению мощности лазера и применению различных кинематических схем.

При увеличении мощности лазера помимо роста стоимости, ухудшается качество его излучения. В результате увеличивается энергопотребление источника излучения, уменьшается КПД лазерной установки и снижается качество обработки вследствие появления различного рода нежелательных дефектов. В то же время, например, за счет корректного расчета применяемых оптических элементов с учетом принципиального различия свойств когерентного лазерного излучения и некогерентного теплового излучения легко достигается уменьшение размера лазерного пятна в зоне обработки в 2…3 раза, что эквивалентно повышению мощности лазера более чем в 4…9 раз. Появление и последующее бурное развитие лазерной техники способствовали становлению новых научных направлений. Так, од- ним из таких направлений является лазерная оптика — раздел оптики, в котором изучается формирование лазерного излучения оптическим резонатором и внешней оптической системой и вопросы синтеза, разработки и создания лазерных приборов, оборудования и технологических комплексов, обеспечивающих успешное решение различных практических задач. Это научное направление успешно развивается более 35 лет на кафедре «Лазерные и оптико-электронные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством д-ра техн. наук, профессора И.И. Пахомова. Преобразование когерентного лазерного излучения оптическими системами описывается более общими законами, чем законы (такие как принципы Гаусса и формула Ньютона), которые используются в традиционной гауссовой оптике при работе с некогерентными (тепловыми, люминесцентными и др.) источниками [2–4]. Причем эти законы принципиально различаются уже в параксиальной области. Кроме того, различаются пространственные параметры, характеризующие когерентное лазерное и некогерентное тепловое излучения. Поэтому общеизвестные программные средства Zemax, Code V, Oslo, Synopsys и др. нельзя использовать при разработке оптических си- стем для лазерной обработки. Это особенно относится к выбору структурной схемы и габаритному расчету оптических систем. При работе с одномодовыми лазерами теория лазерной оптики продемонстрировала работоспособность и эффективность на практике, что подтверждается успешной разработкой ряда лазерно-оптических систем [5–7]. В настоящей работе экспериментально доказана применимость теории лазерной оптики для описания распространения в свободном пространстве и преобразования оптической системой излучения мощного волоконного лазера. На основе теории лазерной оптики разработана методика синтеза оптических систем технологических головок для лазерной обработки материала

Полное содержание статьи: http://engjournal.ru/articles/926/926.pdf

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top