RU2011137685A - Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2011137685A
RU2011137685A RU2011137685/28A RU2011137685A RU2011137685A RU 2011137685 A RU2011137685 A RU 2011137685A RU 2011137685/28 A RU2011137685/28 A RU 2011137685/28A RU 2011137685 A RU2011137685 A RU 2011137685A RU 2011137685 A RU2011137685 A RU 2011137685A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spectral
radiation
laser
lens
video camera
Prior art date
Application number
RU2011137685/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2520944C2 (ru
Inventor
Юрий Александрович Чивель
Original Assignee
Юрий Александрович Чивель
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Александрович Чивель filed Critical Юрий Александрович Чивель
Priority to RU2011137685/28A priority Critical patent/RU2520944C2/ru
Priority to EP12831885.4A priority patent/EP2905104A4/en
Priority to PCT/IB2012/001793 priority patent/WO2013038263A2/ru
Publication of RU2011137685A publication Critical patent/RU2011137685A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2520944C2 publication Critical patent/RU2520944C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/034—Observing the temperature of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • G01J5/0018—Flames, plasma or welding
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/025—Interfacing a pyrometer to an external device or network; User interface
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/026—Control of working procedures of a pyrometer, other than calibration; Bandwidth calculation; Gain control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0806—Focusing or collimating elements, e.g. lenses or concave mirrors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0808—Convex mirrors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0818—Waveguides
    • G01J5/0821—Optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/084—Adjustable or slidable
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0846—Optical arrangements having multiple detectors for performing different types of detection, e.g. using radiometry and reflectometry channels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0859—Sighting arrangements, e.g. cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0871—Beam switching arrangements; Photodetection involving different fields of view for a single detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0896—Optical arrangements using a light source, e.g. for illuminating a surface
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • G01J5/602—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature using selective, monochromatic or bandpass filtering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

1. Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения при сканировании поверхности с помощью гальвосканера с линзой, состоящий в регистрации температуры поверхности и ее распределения в области воздействия путем регистрации теплового излучения поверхности в нескольких спектральных интервалах и регистрации изображения поверхности в свете излучения источника внешней подсветки поверхности отличающийся тем, что спектральные линии регистрации теплового излучения поверхности пирометром и спектральные полосы регистрации теплового излучения поверхности видеокамерой и спектральная линия излучения источника подсветки располагаются в спектральной полосе пропускания гальваносканера по обе стороны спектральной линии лазерного излучения в ее непосредственной близости.2. Устройство для оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения содержащее гальвосканер с линзой, оптический пирометр с объективом и видеокамеру с объективом отличающееся тем, что дополнительно содержит поворотное зеркало с эллиптической областью с покрытие имеющем 100% отражением на длине волны лазера а периферическая область зеркала обладает высоким пропусканием в области спектра вне полосы излучения лазера, оптически связанное с лазером и многоканальным оптическим пирометром с объективом и видеокамерой с объективом, причем пирометр регистрирует тепловое излучение поверхности в нескольких узких спектральных интервалах вблизи линии излучения лазера, а видеокамера регистрирует изображение области обработки в пределах узкого спектрального интервала вблизи линии �

Claims (4)

1. Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения при сканировании поверхности с помощью гальвосканера с линзой, состоящий в регистрации температуры поверхности и ее распределения в области воздействия путем регистрации теплового излучения поверхности в нескольких спектральных интервалах и регистрации изображения поверхности в свете излучения источника внешней подсветки поверхности отличающийся тем, что спектральные линии регистрации теплового излучения поверхности пирометром и спектральные полосы регистрации теплового излучения поверхности видеокамерой и спектральная линия излучения источника подсветки располагаются в спектральной полосе пропускания гальваносканера по обе стороны спектральной линии лазерного излучения в ее непосредственной близости.
2. Устройство для оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения содержащее гальвосканер с линзой, оптический пирометр с объективом и видеокамеру с объективом отличающееся тем, что дополнительно содержит поворотное зеркало с эллиптической областью с покрытие имеющем 100% отражением на длине волны лазера а периферическая область зеркала обладает высоким пропусканием в области спектра вне полосы излучения лазера, оптически связанное с лазером и многоканальным оптическим пирометром с объективом и видеокамерой с объективом, причем пирометр регистрирует тепловое излучение поверхности в нескольких узких спектральных интервалах вблизи линии излучения лазера, а видеокамера регистрирует изображение области обработки в пределах узкого спектрального интервала вблизи линии излучения лазера.
3. Устройство по п.2 отличающееся тем, что поворотное зеркало имеет центральное эллиптическое отверстие с 100% пропусканием лазерного излучения и с широкополосным отражающим покрытием на периферии зеркала.
4. Устройство по п.3 отличающееся тем, что дополнительно содержит источник подсветки поверхности в области лазерной обработки, оптически связанный с гальваносканером и видеокамерой причем длина волны излучения источника располагается вблизи линии излучения лазера и в спектральной полосе отражения зеркал гальваносканера.
RU2011137685/28A 2011-09-13 2011-09-13 Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления RU2520944C2 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137685/28A RU2520944C2 (ru) 2011-09-13 2011-09-13 Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления
EP12831885.4A EP2905104A4 (en) 2011-09-13 2012-09-13 METHOD FOR OPTICALLY MONITORING THE SURFACE IN THE FIELD OF LASER RADIATION ACTION AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAID METHOD
PCT/IB2012/001793 WO2013038263A2 (ru) 2011-09-13 2012-09-13 Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137685/28A RU2520944C2 (ru) 2011-09-13 2011-09-13 Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011137685A true RU2011137685A (ru) 2013-03-27
RU2520944C2 RU2520944C2 (ru) 2014-06-27

Family

ID=47883855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137685/28A RU2520944C2 (ru) 2011-09-13 2011-09-13 Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2905104A4 (ru)
RU (1) RU2520944C2 (ru)
WO (1) WO2013038263A2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014101576B4 (de) 2014-02-07 2019-10-02 Dr. Mergenthaler Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken
GB201516681D0 (en) * 2015-09-21 2015-11-04 Renishaw Plc Addictive manufacturing apparatus and an optical module for use in an addictive manufacturing apparatus
CN108127206B (zh) * 2017-12-21 2020-07-07 武汉比天科技有限责任公司 一种激光钎焊工艺移植方法及可移植数据的激光钎焊装置
TWI723877B (zh) * 2020-05-13 2021-04-01 國家中山科學研究院 插件式同軸熱輻射影像量測系統

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186636A (ja) * 1984-10-05 1986-05-02 Kawasaki Steel Corp 鋼のレ−ザ発光分光分析方法
KR950010392B1 (ko) * 1991-07-31 1995-09-16 한국과학기술원 표면 열진동을 이용한 초소성 성형 제품의 내부 기공 측정 장치 및 방법
US5427733A (en) 1993-10-20 1995-06-27 United Technologies Corporation Method for performing temperature-controlled laser sintering
RU2083973C1 (ru) * 1994-10-11 1997-07-10 Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН Способ неразрушающего контроля поверхности
JPH1128900A (ja) * 1997-05-12 1999-02-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ光を用いた塗装除去方法及びレーザ処理装置
KR100346090B1 (ko) * 2000-05-30 2002-11-23 한국원자력연구소 레이저 용접시 용접 풀 크기감시 및 초점제어 방법 및장치
BE1014222A3 (fr) * 2001-06-13 2003-06-03 Ct Rech Metallurgiques Asbl Procede de caracterisation en ligne d'une surface en mouvement et dispositif pour sa mise en oeuvre.
JP2006185933A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd レーザアニール方法およびレーザアニール装置
JP2007190576A (ja) 2006-01-17 2007-08-02 Japan Unix Co Ltd レーザー式はんだ付け装置
WO2007130313A2 (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Telesis Technologies, Inc. Laser safety system
DE602007006307D1 (de) * 2006-06-20 2010-06-17 Univ Leuven Kath Verfahren und vorrichtung zur in-situ-überwachung und rückkopplungssteuerung selektiver laserpulverbearbeitung
RU2371704C1 (ru) * 2008-07-25 2009-10-27 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Устройство для контроля лазерных технологических процессов
RU2460992C2 (ru) * 2010-03-02 2012-09-10 Юрий Александрович Чивель Способ измерения яркостной и цветовой температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013038263A4 (ru) 2013-08-01
EP2905104A2 (en) 2015-08-12
WO2013038263A2 (ru) 2013-03-21
WO2013038263A3 (ru) 2013-06-13
EP2905104A4 (en) 2016-08-10
RU2520944C2 (ru) 2014-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9442357B2 (en) Spectral filtering of phosphor color wheels
JP6180620B2 (ja) カメラモニタ付レーザ加工ヘッド装置
RU2011137685A (ru) Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления
TW202334616A (zh) 光學量測裝置、光學裝置以及使用者裝置
JP2016024195A5 (ru)
JP2018514802A (ja) 単一カメラを使用して遠隔物体を２つ以上のスペクトルチャネルで同時に画像化する為の多波長ビームスプリッタシステム
FI3420326T3 (en) LIGHTING DEVICE FOR TOOTH COLOR DETERMINATION DEVICE, TOOTH COLOR DETERMINATION DEVICE COMPRISING SAID LIGHTING DEVICE
CA2797964A1 (en) Focus adjustment with liquid crystal device in imaging scanner
JP6234749B2 (ja) 医療用照明装置
RU2015146616A (ru) Система формирования изображения
JP2018166165A5 (ja) レーザ投射装置
JP5601442B2 (ja) 赤外線光学系の評価装置
RU2010107443A (ru) Способ измерения яркостной и цветовой температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления
KR101418781B1 (ko) 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치
US10024967B2 (en) Device for illuminating a target
JP2013128686A (ja) 光源装置
TW202204970A (zh) 用於最佳化對比度以與模糊成像系統一起使用的方法及裝置
CN211085476U (zh) 一种适用于led显示屏的测试装置
EP1918926A3 (en) Optical pickup apparatus
RU2466363C2 (ru) Устройство для измерения температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения
JP2017227809A5 (ru)
WO2024004729A1 (ja) 検査システム
TWI662261B (zh) 同軸異質整合高光譜系統
CN103293840A (zh) 光源系统及包含该光源系统的投影装置
JP2017146496A (ja) 照明用光源

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140606