SU1127175A1

SU1127175A1 - Apparatus for laser projection working

Info

Publication number: SU1127175A1
Application number: SU833614019A
Authority: SU
Inventors: Л.С. Гликин; В.А. Горбаренко; В.Н. Епихин; А.С. Скрипниченко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8495
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1983-07-04
Publication date: 1990-04-23

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ПРОЕКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащее лазер с активным элементом, по одну сторону от которого на оптической оси лазера установлены маска и сферический отражатель, а по другую объектив дл проецировани .изображени маски на обрабатываемую деталь. о т л и ч а ю щ е ее тем что, с целью повьппени эффективности использовани лазерного излучени и улучшени обработки, оНо снабжено дополнительньтм объективом, зеркалом и светоделйтельным элементом, последний установлен между первым объективом и активным элементом лазера на его оси., а дополнительный объектив и зеркало - вдоль пр мой, перпендикул рной оси лазера и проход щей через точку ее пересечени с осью светоделительного элемента. 2. Устройство по п. 1 о т л и ч а ю щ е е с тем, что на оптиi ческой оси дополнительного объектива с противоположной от светоделитель (Л ного элемента стороны установлена I система регистрации излучени .1. DEVICE FOR LASER PROJECTION PROCESSING containing a laser with an active element, on one side of which a mask and a spherical reflector are mounted on the optical axis of the laser, and on the other lens to project the mask image onto the workpiece. It is so that, in order to improve the efficiency of using laser radiation and improve processing, it is equipped with an additional lens, a mirror and a beam-making element, the latter is installed between the first lens and the active element of the laser on its axis. the lens and the mirror are along the straight, perpendicular axis of the laser and passing through its intersection point with the axis of the beam-splitting element. 2. The device according to claim 1, so that the optical axis of the additional lens is opposite to the beam splitter (the left side element is fitted with the I radiation detection system).

Description

Изобретение относитс к оборудовании ) дл лазерной обработки.The invention relates to equipment for laser processing.

Известно устройство дл лазерной проекционйой обработки, содержащее лазер, йа оптической оси кЫ-орого пб одну сtopOH:y установлена маска, а по другую. - объёктий дл проецировани изображени .A device for laser projection processing is known, which contains a laser, one optical mask of the optical axis of the C-PB, one mask: y, a mask is installed, and the other. - objects for projection of the image.

Недостатком устройства вл етс невысока точность обработки.The disadvantage of the device is low processing accuracy.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс устройство дл лазерной проек1щонной обработки, содержащее лазерс активным элементом, по одну сторону от которого на оптической оси лазера установлены маска и сферический отражатель, а по другую - объектив дл проецировани изображени м1аски на обрабатьгоаемую деталь..The closest to the invention in its technical essence and the effect achieved is a laser projection processing device containing a laser active element, on one side of which a mask and a spherical reflector are mounted on the optical axis of the laser, and on the other side is a lens for projecting an image of the mask on the processed part ..

Недостатком устройства вл етс невысока эффективность использова-ни лазерного излучени и качество обработки...The disadvantage of the device is the low efficiency of using laser radiation and the quality of processing ...

Целью изобретени вл етс повышение эффективности использовани лазерного излучени и улучшение качества обработки.The aim of the invention is to increase the efficiency of use of laser radiation and to improve the quality of processing.

Поставленна цель достигаетс благодар тому, что устройство дл лазерной проекционной обработки, содержащее лазер с активным элементом, по одну сторону от которого на оптиче311 ской оси лазера установлены маска и сферический отражатель, а по другую объектив дл проецировани изображени маски на обрабатьгоаемую деталь, снабжено дополнительным объективом, зеркалом и светоделительным элементом последний установлен между первым объективом и активным элементом лазера на его оси, а дополнительный объектив и зеркало - вдоль пр мой, перпендикул рной оси лазера и проход щей через точку ее пересечени с осью .светоделительного элемента. На оптической оси дополнительного объектива |с противоположной от светоделительного элемента стороны может быть уста новлена система регистрации излучени На чертеже изображена схема предла гаемого устройства. Устройство .содержит лазер с активным элементом 1, fto одну сторону от которого на оптической оси 2 лазера установлены маска 3 и сферический отражатель 4, а по другую - объектив 5 дл проецировани изображени маски 3 на обрабатываемую деталь 6, Устройство снабжено дополнительным объективом 7, зеркалом 8 и светоделительным элементом 9, пйследний установлен между объективом 5 и активным элеме Н том 1 лазера на его оси 2, а дополнительный объектив 7 и зеркало 8 - вдол пр мой 10, перпевдикул рной оси 2 дазера и проход щей через точку 11 ее пересечени с осью светоделительного элемента 9,.Va оптической оси дополнительного объектива 7с противоположной от светоделительного элемента 9 стороны установлена система 12 ре- гистраид1и излучени . . Устройство работает следующим образом . Зеркало 8 и сферический отражатель 4 образуют оптический резонатор Лавера . Установленный внутри данного ре зонатора объектив 7 проецирует изобра жение маски 3 на поверхности зеркала 8. Сформированный таким образом пучок йьтходит из резонатора через светоделительный элемент 9, попадает на объектив 5, который создает усилен;ное с помощью лазера изображение маски 3 на поверхности обрабатываемой детали 6. При зтом, варьиру отражё54 ние зеркала 8 отражением и пропусканием светоделительного элемента 9, можно легко реализовать необходимую величину.коэффициента обратной св зи резонатора, при которой в сторону объекта выходит излучение максимальной мощности при нормальном уровне накачки. Наклон детали 6 относительно оптической оси на угол, равный или больший апертурного угла объектива 5, позвол ет исключить вли ние зеркальной составл ющей отраженного от объекта . излучени на развитие генерации лазера, которое про вл етс в снижении выходной мощности лазера. Формирование проекционного п тна лазерного излучени на поверхности обрабатываемой детали 6 осуществл ют двум проекционными объективами, один 5 из которых находитс внутри, а другой 7 - вне оптического резонатора лазера, при этом работа их согласована сферическим отражателем 4, вл ющимс одним Из зеркал резонатора. Управление развитием генерации лазера осуществл ют в ответвленном пучке светоделительного элемента 9. Дл исключени виньетировани --и получени максимальной равномерности излу-, чени по сечению лазерного пзгчка зрачки объективов 5 и 7 расположены в оптически сопр женных сферическим отражателем 4 плоскост х. В частности , если объективы 5 и-7 выбирают одинаковыми, это условие вьшолн етс , если центр кривизны сферического отражател 4 совмещен с центрами выходных зрачков объективов 5 и 7. Дополнение устройства объективом, зеркалом и Светоделительным элементом позвол ет при той же мощности источника питани лазера получать усиленное излучение , что обеспечивает повышение эффективности его. использовани , а также равномерность распределени излучени по сечению лазерного пучка, что в свою очередь повышает равномерность свойств обрабатьшаемой поверхноctИj а следовательно, и качество обработки . Устройство по сравнению с базовым объектом позвол ет повысить качество обработки за счет улучшени равномерности обрабатываемой поверхности.This goal is achieved due to the fact that the device for laser projection processing, which contains a laser with an active element, on one side of which a mask and a spherical reflector are mounted on the optical axis of the laser, and on another lens to project the mask image onto the treated part, is equipped with an additional lens , a mirror and a beam-splitting element, the latter is installed between the first lens and the active element of the laser on its axis, and the additional lens and mirror are mounted along the straight, perp ndikul molecular laser axis and passing through the point of its intersection with the axis .svetodelitelnogo element. On the optical axis of the additional lens, on the side opposite to the beam-splitting element, a radiation detection system can be installed. Figure 1 shows a diagram of the proposed device. The device contains a laser with an active element 1, fto one side of which a mask 3 and a spherical reflector 4 are mounted on the optical axis 2 of the laser, and the other side has a lens 5 for projecting the image of mask 3 onto the workpiece 6, the device is equipped with an additional lens 7, a mirror 8 and the beam-splitting element 9, the latter is installed between the lens 5 and the active element H of the laser 1 on its axis 2, and the additional lens 7 and the mirror 8 are aligned along the straight 10, perpendicular axis 2 of the daser and passing through the point 11 of its intersection with about The optical axis of the additional objective 7c opposite to the side splitting element 9 on the optical axis of the beam-splitting element 9, .Va has been installed a radiation detection system 12. . The device works as follows. The mirror 8 and the spherical reflector 4 form an optical Lavera resonator. A lens 7 mounted inside this cavity projects a mask 3 image on the surface of mirror 8. The beam formed in this way goes out of the resonator through the beam-splitting element 9, hits the lens 5, which creates a laser-enhanced image of mask 3 on the surface of the workpiece 6 With this, by varying the reflection of the mirror 8 by the reflection and transmission of the beam-splitting element 9, it is possible to easily realize the necessary value of the feedback coefficient of the resonator, at which in the direction of the object radiation of maximum power comes out at normal pumping level. The inclination of the part 6 relative to the optical axis at an angle equal to or greater than the aperture angle of the lens 5, eliminates the influence of the specular component reflected from the object. radiation on the development of laser generation, which manifests itself in reducing the output power of the laser. The formation of a projection laser spot on the surface of the workpiece 6 is carried out by two projection lenses, one 5 of which are inside and the other 7 are outside the laser optical resonator, while their work is coordinated by a spherical reflector 4, which is one of the resonator mirrors. The development of laser generation is controlled in the branched beam of the beam-splitting element 9. In order to eliminate the vignetting and maximize the radiation uniformity over the cross section of the laser beam, the pupils of the lenses 5 and 7 are located in the 4 planes optically matched by a spherical reflector. In particular, if the lenses 5 and -7 are chosen to be the same, this condition is fulfilled if the center of curvature of the spherical reflector 4 is aligned with the centers of the exit pupils of lenses 5 and 7. Adding the device with a lens, a mirror and a beam-splitting element receive enhanced radiation, which increases its efficiency. use, as well as the uniform distribution of radiation over the cross section of the laser beam, which in turn improves the uniformity of the properties of the surface being treated and, consequently, the quality of processing. The device, as compared with the base object, allows to improve the quality of processing by improving the uniformity of the surface being treated.

Claims

1. DEVICE FOR LASER ¹ PROJECTION PROCESSING, which contains a laser with an active element, a mask and a spherical reflector are mounted on the optical axis of the laser, and a lens for projecting the image of the mask onto the workpiece on the other side, <'' ² moreover, in order to increase the efficiency of using laser radiation and to improve processing, it is equipped with an additional lens, a mirror and a beam splitting element, the latter being installed between the first lens and the active element Azar on its axis, and the additional lens and mirror -. along a line perpendicular to the laser axis and passing through the point of intersection with the axis of the beam-splitting element.

2. The device according to π. 1, due to the fact that a radiation registration system is installed on the optical axis of the additional lens on the opposite side from the beam splitting element.