Пристрій для фокусування лазерного випромінювання у пляму з заданими характеристиками

Пристрій для фокусування лазерного випромінювання у пляму з заданими характеристиками, що містить сферичне та плоске поворотне дзеркала, який відрізняється тим, що він споряджений діафрагмою, яка встановлена на шляху випромінювання перед плоским дзеркалом з можливістю и заміни, сферичне та плоске поворотне дзеркала, встановлені з можливістю обертання навколо своїх осей, які перпендикулярні площі поширення випромінювання, крім того, сферичне дзеркало встановлено з можливістю його заміни на дзеркало з іншим радіусом кривини, а плоске - з можливістю переміщення вздовж осі поширення випромінювання Пристрій відноситься до технологічного обладнання для лазерної обробки деталей машин та інструментів і може бути використаний в машинобудівній та приладобудівній промисловості Відомий пристрій для фокусування безперервного лазерного випромінювання складається з одного сферичного дзеркала (див Коваленко В С , Верхотуров А Д , Головко Л Ф , Подчерняєва І Ф Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов - М Наука, 1986 - С 99, рис 248в) Недоліком є те, що цей пристрій неспроможний керувати просторовю структурою сфокусованого променя Найбільш близьким до винаходу є пристрій, який складається із одного плоского поворотного та сферичного фокусуючого дзеркал (див Григорьянц А Г Основы лазерной обработки материалов - М Машиностроение, 1989 - 304 с, с 19, рис 2 11) В фокусуючій системі цього пристрою випромінювання, відбиваючись від плоского дзеркала, спрямовується на сферичне і фокусується на деталь, що не дає можливості отримати бажану форму плями фокусування і необхідний розподіл інтенсивності випомінювання по неї В основу винаходу поставлено задачу удосконалення попередньої фокусуючої системи шляхом введення набору діафрагм та сферичних дзеркал, що дозволяє змінювати розміри перерізу променя та радіус кривизни сферичного дзеркала Встановлення сферичного та плоского дзеркал з можливістю обертання навколо своїх осей, перпендикулярних площині поширення лазерного випромінювання, та руху плоского дзеркала вздовж осі по ширення променя, дозволяє змінювати кут падіння останнього на сферичне дзеркало Завдяки спроможності руху пристрою вздовж осі поширення лазерного променя, стає можливим змінення відстані від сферичного дзеркала до площини фокусування Наведене вище, завдяки ЗМІНІ викривлень, виникаючих при фокусуванні сферичним дзеркалом, забезпечує отримання на поверхні деталі плями фокусування з оптимальними для того чи іншого виду обробки просторовими характеристиками, за рахунок чого значно підвищується ефективність використання лазерного випромінювання Суть винаходу пояснює креслення (фіг), на якому зображено його схему Пристрій для фокусування лазерного випромінювання у пляму з заданими просторовими характеристиками складається з корпусу 1, плоского 2 та сферичного 3 дзеркал, які можуть обертатись навколо своїх осей, перпендикулярних площині поширення випромінювання Крім того, плоске дзеркало може переміщуватись вздовж осі поширення променя Переміщення здійснюється за допомогою приводів (на кресленні не зображені) До пристрою входить набір діафрагм 4, одна з яких 5 розміщена на шляху випромінювання 6, генеруємого лазером 7, перед плоским дзеркалом і може бути змінена на іншу, та набір додаткових сферичних дзеркал з різними радіусами кривини, зв'язаних з площиною фокусування 8 Для отримання повної гами необхідних при обробці просторових характеристик сфокусованого променя можна змінювати розміри первинного ла СО 42237 зерного променя за допомогою діафрагм, а радіус кривини дзеркала шляхом його заміни на інше Пристрій працює слідуючим чином Попередньо, перед ввімкненням лазера 7, в залежності від виду обробки, визначається бажаний просторовий розподіл лазерного випромінювання Це дає змогу обрати необхідні розміри лазерного променя 6, тобто визначити діафрагму 5, кут його падіння на сферичне дзеркало, радіус кривизни останнього та відстань від центру сфери до площини фокусування 8 Далі у пристрій встановлюється дзеркало 3 та діафрагма 5 з необхідними розмірами Випромінювання 6, генеруєме лазером 7, проходячи через діафрагму 5, попадає на плоске дзеркало 2 і відбивається від нього на сферичне дзеркало 3 Останнє фокусує лазерний промінь і спрямовує його в зону обробки 8 Взаємоположення дзеркал визначається, виходячи з двох умов кут падіння променя на сферу має дорівнювати обраному а, а відбите від нього випромінювання спрямовується у зону обробки Перша умова досягається завдяки повороту плоского дзеркала навколо осі Y, при якому кут падіння лазерного променя на нього дорівнює а, а також внаслідок такого його зміщення вздовж осі Z, щоб відбите випромінювання спрямовувалось на сферичне дзеркало Поворот фокусуючого дзеркала, при якому випромінювання на нього падає під кутом а, забезпечує виконання другої умови Пристрій фіксується в положенні, при якому центр сферичного дзеркала відстоїть від площини фокусування на необхідну відстань Запропонований пристрій дозволяє значно підвищити ефективність використання лазерного випромінювання завдяки отриманню оптимальних, для того чи іншого видів обробки, просторових характеристик променя Можливість легкої зміни параметрів фокусування дозволяє швидко перестроювати обладнання для реалізації різних технологічних схем обробки ФІГ. 42237 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22