Аналізатор лазерних пучків

Реферат: UA 75580 U UA 75580 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується обладнання для лазерної поверхневої обробки деталей. Аналізатор може бути використаний при лазерній обробці деталей для вимірювання розподілу інтенсивності лазерного випромінювання. Відомий аналізатор лазерних пучків (Див. Андрияхин В.М. Процессы лазерной сварки и термообработки. - М: Наука. 1988.-176 стр., стор.35), що містить сталеву консоль, в якій на шляху випромінювання виготовлені отвори діаметром 150-200 мкм, які виконують роль діафрагм. Випромінювання, яке проходить через діафрагму, спрямовується на фотоприймач, сигнал з якого реєструється спеціальним приладом, наприклад, осцилографом. Консоль разом з діафрагмою і фотоприймачем жорстко з'єднані між собою і переміщуються в напрямку, перпендикулярному осі розповсюдження лазерного променя. Недоліки цього аналізатора полягають в низькій точності вимірювання, неможливості одночасного вимірювання розподілу інтенсивності по двох взаємноперпендикулярних напрямках поперечного перерізу пучка та необхідності зупинки для проведення вимірювання. Найбільш близьким до аналізатора лазерних пучків, який пропонується, є аналізатор лазерних пучків, що містить елемент, відбиваючий частину пучка лазерного променя, приймач цієї частини пучка та систему вимірювання і реєстрації її енергії (див. Коваленко B.C., Головко Л.Ф., Черненко B.C. Упрочнение и легирование деталей машин излучением лазера. К.: Техніка, 1990.-192с, стор.28). Основним вузлом цього аналізатора є колесо з спицями, які розташовані під кутом 45° до осі обертання і зміщені вздовж неї паралельно одна одній на певний крок. Спиці виконані у вигляді пластин певної ширини, поверхні яких спрямовані до осі обертання та мають високий коефіцієнт віддзеркалювання. При обертанні колеса спиці описують систему концентричних конусних поверхонь і послідовно перетинають лазерний пучок, який проходить через спиці колеса паралельно осі обертання з певним зміщенням відносно неї. Деяка частина випромінювання відбивається від дзеркальної поверхні спиці і спрямовується на вісь обертання, де розташовані приймачі-датчики. Кожний датчик сприймає випромінювання, відбите від визначеної точки дзеркальної поверхні спиці, яка знаходиться в даний момент на діаметрі променя. Кількість таких точок визначається кількістю приймачів (три приймачі відповідають трьом точкам діаметра променя). При обертанні колеса на ці приймачі відбивається випромінювання від трьох точок поверхні наступної спиці, які належать трьом іншим точкам діаметра пучка і т. д. За одне обертання колеса при 8 спицях і 3 приймачах знімається інформація про величину інтенсивності випромінювання в 24 точках діаметра променя. Головним недоліком цього аналізатора є низька точність вимірювання, оскільки розподіл інтенсивності випромінювання одночасно вимірюється не по всьому поперечному перерізу пучка, а тільки в дискретних точках, розташованих вздовж однієї з осей відносно центру пучка, причому їх кількість обмежена розмірами приймачів, тому отримана при цьому інформація недостатньо повна для повторного відтворення умов опромінення. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності вимірювання розподілу інтенсивності лазерного випромінювання шляхом одночасного вимірювання розподілу інтенсивності лазерного випромінювання по всьому поперечному перерізу пучка в дискретних точках, розташованих у двох взаємноперпендикулярних напрямах відносно центру пучка. Поставлена задача вирішується тим, що в аналізаторі, що містить елемент, відбиваючий частину пучка лазерного променя, приймач цієї частини пучка та систему вимірювання і реєстрації її енергії, для підвищення точності вимірювання новим є те, що на шляху відбитої частини променя встановлено охолоджувану металеву пластину, з системою отворів визначеного розміру, розташованих у взаємноперпендикулярних напрямах відносно центру пучка з певним кроком, проти кожного з яких під нею на підкладці встановлені ізольовані один від одного приймачі випромінювання, а між ними і охолоджуваною металевою пластиною встановлено нескінченну рухому стрічку з високим коефіцієнтом відбиття лазерного випромінювання, яка рухається нормально до осі відбитої частини лазерного пучка і має отвори, кількість яких кратна кількості приймачів і які розташовані під кутом 45 градусів до напрямку руху, з відповідним кроком, при якому забезпечується послідовне відкривання одночасно тільки двох приймачів, відповідних різним осям. Принцип роботи аналізатора, який пропонується, пояснюється схемою. Процес здійснюється таким чином. Лазерний промінь 1, відбитий від поверхні похилого дзеркала 2, спрямовується на охолоджувану металеву пластину 3, проходить через систему виконаних в ній отворів 4 і 5, розташованих у взаємноперпендикулярних напрямах відносно центру пучка і попадає на ізольовані один від одного приймачі випромінювання 6 для вимірювання та реєстрації. Нескінченна рухома металева стрічка 7, встановлена між пластиною 3 і приймачами 6 рухається нормально до осі відбитої частини лазерного пучка і має отвори, кількість яких кратна кількості приймачів в кожному напрямку і які розташовані під кутом 45 градусів до 1 UA 75580 U 5 10 15 20 напрямку руху, з відповідним кроком, при якому забезпечується послідовне відкривання одночасно двох приймачів, відповідних різним осям. Запропонований аналізатор має підвищену точність вимірювання за рахунок збільшення кількості точок (відповідно і приймачів) для одночасного вимірювання розподілу інтенсивності випромінювання по всьому поперечному перерізу пучка в дискретних точках, розташованих вздовж не однієї з осей, а у двох взаємноперпендикулярних напрямах відносно центру пучка, що особливо важливо для повторного відтворення умов опромінення при лазерній поверхневій обробці деталей. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Аналізатор лазерних пучків, що містить елемент, відбиваючий частину пучка лазерного променя, приймач цієї частини пучка та систему вимірювання і реєстрації її енергії, який відрізняється тим, що на шляху відбитої частини променя встановлено охолоджувану металеву пластину, з системою отворів визначеного розміру, розташованих у взаємноперпендикулярних напрямах відносно центру пучка з певним кроком, проти кожного з яких під нею на підкладці встановлені ізольовані один від одного приймачі випромінювання, а між ними і охолоджуваною металевою пластиною встановлено нескінченну рухому стрічку з високим коефіцієнтом відбиття лазерного випромінювання, яка рухається нормально до осі відбитої частини лазерного пучка і має отвори, кількість яких кратна кількості приймачів і які розташовані під кутом 45 градусів до напрямку руху, з відповідним кроком, при якому забезпечується послідовне відкривання одночасно тільки двох приймачів, відповідних різним осям. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2