RU153778U1

RU153778U1 - FOCUSING LASER RADIATION NODE

Info

Publication number: RU153778U1
Application number: RU2015107572/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Хапов; Татьяна Ивановна Козловская; Рустам Халимович Якубов; Владислав Олегович Ревазов; Владимир Петрович Селезнев; Антон Владимирович Пилюшенко
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2015-07-27

Abstract

Узел фокусировки лазерного излучения, содержащий корпус с установленной в нем фокусирующей линзой, отличающийся тем, что содержит диэлектрический стыковочный элемент, выполненный из полиамида ПА-6, систему линз, состоящую из двух фокусирующих линз, оптический световод, закрепленный во втулке, стыковочный элемент и втулка соединяются с корпусом с помощью промежуточных втулок с дифференциальной резьбой.A laser focusing assembly comprising a housing with a focusing lens mounted therein, characterized in that it comprises a dielectric docking element made of PA-6 polyamide, a lens system consisting of two focusing lenses, an optical fiber mounted in the sleeve, a docking element and a sleeve connected to the housing using intermediate sleeves with differential thread.

Description

Полезная модель относится к области лазерной техники и может быть использована для изменения геометрии лазерного пучка, для фокусировки лазерного луча на мишени, для управления электроразрядными приборами, для лазерной обработки поверхности.The utility model relates to the field of laser technology and can be used to change the geometry of a laser beam, to focus a laser beam on a target, to control electric-discharge devices, for laser surface treatment.

Известен акустооптический преобразователь для коммутации волоконно-оптических линий связи, в котором фокусировка выходящего из волокна лазерного луча производится системой, состоящей из последовательно расположенных поляризатора, двух коллимирующих линз, двух акустооптических дефлекторов, выполненных из оптически активных кристаллов парателлурита TeO₂, фокусирующего объектива и массива микролинз. Патент Российской Федерации №134674, МПК: G02F 1/335, 2013 г. Аналог.A known acousto-optical converter for switching fiber-optic communication lines, in which the laser beam emerging from the fiber is focused by a system consisting of sequentially placed polarizer, two collimating lenses, two acousto-optical deflectors made of optically active TeO ₂ paratellurite crystals, a focusing lens and an array of microlenses . Patent of the Russian Federation No. 134674, IPC: G02F 1/335, 2013. Analog.

Известна лазерная установка, где система подведения и фокусировки лазерного излучения, выполненная в виде подвижного и неподвижного отражающих зеркал и неподвижной фокусирующей линзы. Патент Российской Федерации №2097075, МПК: A61N 5/06, A61B 17/36, 1997 г. Аналог.A known laser installation, where the system for supplying and focusing laser radiation, made in the form of a movable and stationary reflective mirrors and a fixed focusing lens. Patent of the Russian Federation No. 2097075, IPC: A61N 5/06, A61B 17/36, 1997. Analog.

Известна устройство для получения разблокированных стартовых мишеней, где фокусирующая оптическая система выполнена в виде линзы из кристаллического материала, например, оптического стекла, кристалла натрий хлор и т.д. Патент Российской Федерации №2343576, МПК: G21G 1/00, 2008 г. Аналог.A known device for producing unlocked starting targets, where the focusing optical system is made in the form of a lens of crystalline material, for example, optical glass, a crystal of sodium chlorine, etc. Patent of the Russian Federation No. 2343576, IPC: G21G 1/00, 2008. Analog.

Недостатками аналогов является сложность конструкции, невозможность настройки точки фокусировки лазерного луча вследствие жесткого крепления элементов оптической схемы, а также невозможность подключения находящегося под напряжением прибора.The disadvantages of analogues are the complexity of the design, the inability to adjust the focus point of the laser beam due to the rigid fastening of the elements of the optical circuit, as well as the inability to connect a live device.

Известно устройство для фокусировки лазерного излучения, содержащее узел фокусирующей линзы с установленной в нем и закрепленной на резиновой прокладке линзой, механизм изменения геометрии лазерного луча, выполненный в виде «стопы» отдельных кольцевых пьезоэлектрических элементов с напыленными электродами, и управляемый генератором прямоугольных электрических импульсов. При подаче электрического сигнала пьезоэлектрические элементы расширяются, поджимая линзу и смещая точку фокусировки лазерного луча. Патент Российской Федерации №2413265, МПК: G02B 57/16, 2011 г. Прототип. Недостатком прототипа является то, что в данной фокусирующей системе расстояние смещения точки фокусировки лазерного луча ограничено максимальной осевой деформацией пьезоэлектрических элементов, а также система не может быть подсоединена к электрическому устройству, находящемуся под напряжением из-за отсутствия диэлектрического стыковочного элемента.A device for focusing laser radiation, comprising a focusing lens assembly with a lens mounted on it and fixed to a rubber gasket, a mechanism for changing the geometry of the laser beam, made in the form of a “foot” of individual ring piezoelectric elements with sprayed electrodes, and controlled by a rectangular electric pulse generator. When an electric signal is applied, the piezoelectric elements expand, pressing the lens and shifting the focus point of the laser beam. Patent of the Russian Federation No. 2413265, IPC: G02B 57/16, 2011. Prototype. The disadvantage of the prototype is that in this focusing system, the offset distance of the focus point of the laser beam is limited by the maximum axial deformation of the piezoelectric elements, and the system cannot be connected to an electrical device that is energized due to the absence of a dielectric docking element.

Данная полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.This utility model eliminates the disadvantages of analogues and prototype.

Техническим результатом является создание простой по конструкции и в управлении фокусирующего узла лазерного излучения и расширение области его применения.The technical result is the creation of a simple in design and control focusing site of laser radiation and the expansion of its scope.

Технический результат достигается тем, что узел фокусировки лазерного излучения, содержащий корпус с установленной в нем фокусирующей линзой, содержит диэлектрический стыковочный элемент, выполненный из полиамида ПА-6, систему линз, состоящую из двух фокусирующих линз, оптический световод, закрепленный во втулке, стыковочный элемент и втулка соединяется с корпусом с помощью промежуточных втулок с дифференциальной резьбой.The technical result is achieved in that the laser focusing unit, comprising a housing with a focusing lens installed therein, comprises a dielectric docking element made of PA-6 polyamide, a lens system consisting of two focusing lenses, an optical fiber mounted in the sleeve, a docking element and the sleeve is connected to the housing using intermediate sleeves with differential thread.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен узел фокусировки с пристыкованным к нему электроразрядным прибором, где 1 - оптический световод, 2 - втулка, 3 - промежуточная втулка с дифференциальной резьбой, 4 - корпус, 5 - система линз, 6 - промежуточная втулка с дифференциальной резьбой, 7 - диэлектрический стыковочный элемент, 8 - электроразрядный прибор.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the focusing unit with an electric-discharge device docked to it, where 1 is an optical fiber, 2 is a sleeve, 3 is an intermediate sleeve with differential thread, 4 is a housing, 5 is a lens system, 6 is an intermediate sleeve with differential thread, 7 - dielectric docking element, 8 - electric-discharge device.

Оптический световод 1 закреплен во втулке 2, соединенной с корпусом 4 с помощью промежуточной втулки с дифференциальной резьбой 3, система линз 5, состоящая из двух линз, зафиксирована внутри корпуса 4, электроразрядный прибор 8 зафиксирован с помощью зажима внутри диэлектрического стыковочного элемента 7 из полиамида ПА-6, соединенного с корпусом 4 с помощью промежуточной втулки с дифференциальной резьбой 6.The optical fiber 1 is fixed in the sleeve 2, connected to the housing 4 using an intermediate sleeve with a differential thread 3, the lens system 5, consisting of two lenses, is fixed inside the housing 4, the electric-discharge device 8 is fixed by means of a clip inside the dielectric coupling element 7 made of PA polyamide -6 connected to the housing 4 using an intermediate sleeve with differential thread 6.

Система линз 5 состоит из двух линз, где первая линза обеспечивает преобразование выходящего из световода 1 расходящегося пучка в плоскопараллельный, а вторая линза позволяет сфокусировать его в одной точке.The lens system 5 consists of two lenses, where the first lens converts the diverging beam emerging from the fiber 1 into a plane-parallel one, and the second lens allows it to be focused at one point.

Промежуточные втулки с дифференциальной резьбой 3, 6 размещенные, между втулкой 2 и корпусом 4 и между диэлектрическим стыковочным элементом 7 и корпусом 4, позволяют перемещать возвратно-поступательно световод 1 и корпус 4 с системой линз, зафиксированных соосно с направлением распространения лазерного луча, исключая осевое вращение световода 1 и корпуса 4, тем самым позволяя настраивать точку фокусировки в соответствии с типом установленного прибора.Intermediate bushings with a differential thread 3, 6 located between the sleeve 2 and the housing 4 and between the dielectric docking element 7 and the housing 4, allow you to move the reciprocating optical fiber 1 and housing 4 with a lens system fixed coaxially with the direction of propagation of the laser beam, excluding axial rotation of the optical fiber 1 and the housing 4, thereby allowing you to adjust the focus point in accordance with the type of device installed.

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

Узел фокусировки лазерного излучения через диэлектрический стыковочный элемент 7 пристыковывают к электроразрядному прибору 8. Перемещая световод 1 и систему линз 5 с помощью промежуточных втулок с дифференциальной резьбой 3, 6 фокусируют лазерный луч на поверхности мишени внутри прибора 8.The laser focusing unit through the dielectric docking element 7 is docked to the electric discharge device 8. Moving the optical fiber 1 and the lens system 5 using intermediate sleeves with differential thread 3, 6 focus the laser beam on the target surface inside the device 8.

Полезная модель позволяет пристыковаться к электроразрядным приборам, находящимся под напряжением за счет наличия диэлектрического стыковочного элемента, позволяет менять геометрию лазерного пучка и фокусировать его в нужной точке пространства за счет возможности возвратно-поступательного движения вдоль оси лазерного луча системы линз и оптического световода, наличие оптического световода упрощает механизм передачи оптического сигнала от источника лазерного излучения до фокусирующего узла. Конструкция узла является простой в изготовлении за счет использования механической системы дифференциальной резьбы для настройки точки фокусировки, использования полиамида ПА-6 в качестве диэлектрического и механически прочного материала для крепления прибора, находящегося под напряжением и использования минимального количества деталей, необходимых для фокусировки и настройки точки фокуса лазерного луча, выходящего из оптоволокна.The utility model makes it possible to dock to electrical discharge devices that are energized due to the presence of a dielectric coupling element, allows you to change the geometry of the laser beam and focus it at the desired point in space due to the possibility of reciprocating motion along the axis of the laser beam of the lens system and optical fiber, the presence of an optical fiber simplifies the mechanism for transmitting an optical signal from a laser source to a focusing assembly. The design of the assembly is simple to manufacture by using a mechanical differential thread system to adjust the focus point, using PA-6 polyamide as a dielectric and mechanically strong material for attaching an energized device and using the minimum number of parts needed to focus and adjust the focus point a laser beam emerging from an optical fiber.

Claims

A laser focusing assembly comprising a housing with a focusing lens mounted therein, characterized in that it comprises a dielectric docking element made of PA-6 polyamide, a lens system consisting of two focusing lenses, an optical fiber mounted in the sleeve, a docking element and a sleeve connected to the housing using intermediate sleeves with differential thread.