RU67296U1

RU67296U1 - FORMING OPTICAL SYSTEM FOR LASER RADIATION

Info

Publication number: RU67296U1
Application number: RU2007102203/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Скрипченко; Валерий Михайлович Медвецкий; Виктор Михайлович Грищенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Электроресурс"
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2007-10-10

Abstract

Полезная модель относится к области физики - оптике и может быть использована для упрощения оптических систем, предназначенных для лазерной обработки изделий, с изменяемыми параметрами фокусировки. Формирующая оптическая система для лазерного излучения содержит первый компонент, который выполнен с положительной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной собирающей - выпуклой линзы, второй компонент, который выполнен с отрицательной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной рассеивающей - вогнутой линзы, и третий фокусирующий компонент с положительной оптической силой в виде одиночной выпуклой линзы, при этом первый и второй компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.The utility model relates to the field of physics - optics and can be used to simplify optical systems designed for laser processing of products with variable focusing parameters. The forming optical system for laser radiation contains a first component that is made with positive optical power and consists of at least one collecting - convex lens, a second component that is made with negative optical power and consists of at least one scattering - concave lens, and a third focusing component with positive optical power in the form of a single convex lens, with the first and second components mounted for movement along the optical axis.

Description

Полезная модель относится к области физики - оптике и может быть использована для упрощения оптических систем, предназначенных для лазерной обработки изделий, с изменяемыми параметрами фокусировки.The utility model relates to the field of physics - optics and can be used to simplify optical systems designed for laser processing of products with variable focusing parameters.

Из уровня техники известна формирующая оптическая система для лазерного излучения, содержащая три компонента, первый и второй из которых по ходу луча выполнены с оптическими силами противоположного знака и установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а третий компонент выполнен фокусирующим с положительной оптической силой (SU 1755242 А1, G02B 15/163, 1992). К недостатку данного решения, которое обеспечивает изменение размера светового пятна (диаметра лазерного пучка) на обрабатываемой поверхности, можно отнести сложность конструктивного выполнения компонентов оптической системы, которые состоят из нескольких линз различной кривизны.The prior art is a forming optical system for laser radiation, containing three components, the first and second of which along the beam are made with optical forces of opposite sign and are mounted with the possibility of movement along the optical axis, and the third component is made focusing with positive optical power (SU 1755242 A1, G02B 15/163, 1992). The disadvantage of this solution, which provides a change in the size of the light spot (diameter of the laser beam) on the treated surface, can be attributed to the complexity of the structural implementation of the components of the optical system, which consist of several lenses of different curvatures.

Изобретение направлено на создание простой многокомпонентной оптической системы для концентрации лазерной энергии с изменяемыми параметрами фокусировки.The invention is directed to the creation of a simple multicomponent optical system for the concentration of laser energy with variable focusing parameters.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в формирующей оптической системе для лазерного излучения, содержащей три компонента, первый и второй из которых по ходу луча выполнены с оптическими силами противоположного знака и установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а третий компонент выполнен фокусирующим с положительной оптической силой, согласно полезной модели, третий фокусирующий компонент в виде одиночной линзы, первый компонент выполнен с The solution of this problem is provided by the fact that in the forming optical system for laser radiation containing three components, the first and second of which along the beam are made with optical forces of the opposite sign and are mounted with the possibility of movement along the optical axis, and the third component is made focusing with a positive optical by force, according to a utility model, a third focusing component in the form of a single lens, the first component is made with

положительной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной собирающей - выпуклой линзы, а второй компонент выполнен с отрицательной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной рассеивающей - вогнутой линзы.positive optical power and consists of at least one collecting - convex lens, and the second component is made with negative optical power and consists of at least one scattering - concave lens.

Заявленная последовательность расположения перемещаемых компонентов оптической системы обеспечивает, при упрощении конструктивного выполнении за счет использования одиночных линз, возможность изменения параметров фокусировки лазерного пучка в широких пределах при концентрации лазерной энергии на обрабатываемой поверхности.The claimed sequence of arrangement of the moving components of the optical system provides, while simplifying the design through the use of single lenses, the ability to change the focusing parameters of the laser beam over a wide range at a concentration of laser energy on the treated surface.

На чертеже представлена оптическая схема формирующая оптическая система для лазерного излучения.The drawing shows an optical circuit forming an optical system for laser radiation.

Формирующая оптическая система содержит последовательно установленные первый компонент с положительной оптической силой, выполненный из одной собирающей - выпуклой линзы 1, второй компонент с отрицательной оптической силой в виде рассеивающей - вогнутой линзы 2 и третий фокусирующий компонент в виде одиночной выпуклой линзы 3, при этом первый и второй компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси и снабжены независимыми приводами (на чертеже не показано).The forming optical system contains sequentially installed the first component with positive optical power, made of one collecting - convex lens 1, the second component with negative optical power in the form of a scattering - concave lens 2 and the third focusing component in the form of a single convex lens 3, while the first and the second components are mounted for movement along the optical axis and are equipped with independent drives (not shown in the drawing).

Формирующая оптическая система функционирует следующим образом.Formative optical system operates as follows.

Выходящий из торца волоконного световода 4 расходящийся лазерный пучок, проходя через выпуклую линзу 1 первого положительного компонента, преобразуется в сходящийся пучок, который, проходя через вогнутую линзу 2 отрицательного компонента, преобразуется в параллельный пучок, входящий в фокусирующий компонент - выпуклую линзу 3, формирующую The diverging laser beam emerging from the end of the fiber 4, passing through the convex lens 1 of the first positive component, is converted into a converging beam, which, passing through the concave lens 2 of the negative component, is converted into a parallel beam entering the focusing component — convex lens 3, which forms

световое пятно (рабочий фокус) А в своей фокальной плоскости. При взаимном перемещении первого и второго компонентов (линз 1 и 2) вдоль оптической оси происходит изменение диаметра лазерного пучка на входе в фокусирующий компонент - выпуклую линзу 3 и, соответственно, плавное изменение угла фокусировки (угла сходимости) исходящего лазерного пучка, поступающего на обрабатываемую поверхность, размещенную в фокальной плоскости, что обеспечивает возможность непрерывного изменения диаметра сфокусированного лазерного пучка (светового пятна) на обрабатываемой поверхности и плотности мощности лазерного излучения и длины рабочего фокуса.light spot (working focus) A in its focal plane. With the mutual movement of the first and second components (lenses 1 and 2) along the optical axis, the diameter of the laser beam at the entrance to the focusing component — the convex lens 3 — changes and, accordingly, the focus angle (convergence angle) of the outgoing laser beam arrives at the surface being processed smoothly placed in the focal plane, which makes it possible to continuously change the diameter of the focused laser beam (light spot) on the treated surface and the laser power density radiation and the length of the working focus.

Claims

A forming optical system for laser radiation, containing three components, the first and second along the beam made with optical forces of opposite sign and mounted with the possibility of movement along the optical axis, and the third component is made focusing with positive optical power, characterized in that the third focusing component in the form of a single lens, the first component is made with positive optical power and consists of at least one collecting - convex lens, and the second component is made n with a negative refractive power and includes at least one scattering - concave lens.