RU2047876C1 - Устройство для светолучевой обработки - Google Patents
Устройство для светолучевой обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047876C1 RU2047876C1 RU9393016356A RU93016356A RU2047876C1 RU 2047876 C1 RU2047876 C1 RU 2047876C1 RU 9393016356 A RU9393016356 A RU 9393016356A RU 93016356 A RU93016356 A RU 93016356A RU 2047876 C1 RU2047876 C1 RU 2047876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- radiation
- profile
- section
- source
- Prior art date
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
- B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/10—Mirrors with curved faces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к отражателям, используемым для концентрации оптического излучения. Сущность изобретения: устройство содержит источник 1 излучения и концентрирующий отражатель 2 с отражающей поверхностью, выполненной в виде поверхности вращения с образующей, составленной из нескольких последовательно сочлененных участков 3. Форма образующей поверхности отражателя на любом участке, кроме начального, расположенного в окрестности вершины отражателя, и границы сочленения участков определяются системой уравнений. Начальный участок профиля отражателя от его вершины до точки профиля выполнен в виде участка кривой второго порядка с радиусом кривизны при вершине, удовлетворяющим указанному в описании условию. На торце концентрирующего отражателя установлена герметично-защитная прозрачная перегородка 4, профиль поперечного сечения которой выполнен с возможностью обеспечения дополнительной фокусировки заданных фракций излучения линейного источника. Технический эффект от использования заявляемого устройства заключается в получении более высокой энергетической освещенности поверхности обрабатываемого материала и улучшении стабильности оптических свойств отражателя. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к отражателям для концентрации оптического излучения, и может быть использовано при решении задач термической обработки материалов, включая создание средств для проведения пайки и сварки листовых материалов.
Известно устройство для светолучевой обработки, содержащее отражатель и протяженный линейный источник излучения, размещенный вдоль оптической оси отражателя, в котором отражающая поверхность имеет профиль, описываемый уравнением
tg0,25arctg + arctg + 2 arctg
где X и Y- координаты профиля отражателя;
2L длина источника излучения;
h расстояниe от центра источника до центра зоны облучения [1]
Недостатком этого устройства является низкая энергетическая освещенность зоны облучения.
tg0,25arctg + arctg + 2 arctg
где X и Y- координаты профиля отражателя;
2L длина источника излучения;
h расстояниe от центра источника до центра зоны облучения [1]
Недостатком этого устройства является низкая энергетическая освещенность зоны облучения.
Наиболее близким техническим решением является устройство для светолучевой обработки, содержащее протяженный источник излучения и концентрирующий отражатель, выполненный из нескольких участков, по меньшей мере два из которых имеют форму поверхности, характеризующуюся выражениями
Xtgφm-L/2≅Y≅Xtgφm+L/2
tg arctg + для Y>0, и
xtt 2 для Y<0, где x и у координаты профиля поверхности отражателя;
L длина излучающего участка источника;
h расстояние от центра источника до зоны облучения;
φm- угол излучения источника, соответствующий максимальной яркости. Остальные элементы поверхности отражателя выполнены в виде сопряженных элементов эллипсоидов вращения [2]
Недостатком этого технического решения является невысокая энергетическая освещенность зоны обработки, связанная с тем, что, во-первых, число направлений излучения, вдоль которых осуществляется сбор излучения линейного источника в точку, ограничено количеством максимумов индикатрисы излучения, во-вторых, не определена связь между размерами источника излучения, его положением внутри излучающей области и профилем поверхности концентрирующего отражателя. Кроме того, оптические характеристики отражателя ухудшаются во времени из-за запыления его поверхности продуктами, образованными в результате проведения технологической операции с использованием светолучевой обработки.
Xtgφm-L/2≅Y≅Xtgφm+L/2
tg arctg + для Y>0, и
xtt 2 для Y<0, где x и у координаты профиля поверхности отражателя;
L длина излучающего участка источника;
h расстояние от центра источника до зоны облучения;
φm- угол излучения источника, соответствующий максимальной яркости. Остальные элементы поверхности отражателя выполнены в виде сопряженных элементов эллипсоидов вращения [2]
Недостатком этого технического решения является невысокая энергетическая освещенность зоны обработки, связанная с тем, что, во-первых, число направлений излучения, вдоль которых осуществляется сбор излучения линейного источника в точку, ограничено количеством максимумов индикатрисы излучения, во-вторых, не определена связь между размерами источника излучения, его положением внутри излучающей области и профилем поверхности концентрирующего отражателя. Кроме того, оптические характеристики отражателя ухудшаются во времени из-за запыления его поверхности продуктами, образованными в результате проведения технологической операции с использованием светолучевой обработки.
Технический эффект от использования заявляемого устройства заключается в получении более высокой энергетической освещенности поверхности обрабатываемого материала и улучшении стабильности оптических свойств отражателя.
Указанный технический эффект достигается за счет того, что в устройстве для светолучевой обработки, содержащем протяженный источник излучения и концентрирующий отражатель с отражающей поверхностью, выполненной в виде поверхности вращения с образующей, составленной из нескольких последовательно сочлененных участков, образующая на определенном участке и границы сочленения участков определяются системой уравнений
+ arctg где R и r радиальная и осевая координаты профиля про поверхности i-того участка отражателя в цилиндрической системе координат с началом в середине линейного источника излучения длиной 2L; Ri и Zi координаты точек сопряжения соседних участков профиля отражателя с номерами i-1 и (i 1,2,3.); F осевая координата точки фокусировки излучения, при этом начальный участок профиля отражателя от его вершины до точки R1 и Z1 выполнен в виде участка кривой второго порядка с радиусом кривизны при вершине ρ удовлетворяющим условию L Zo <ρ<≈2(L + Zo), где Zo осевая координата вершины отражателя.
+ arctg где R и r радиальная и осевая координаты профиля про поверхности i-того участка отражателя в цилиндрической системе координат с началом в середине линейного источника излучения длиной 2L; Ri и Zi координаты точек сопряжения соседних участков профиля отражателя с номерами i-1 и (i 1,2,3.); F осевая координата точки фокусировки излучения, при этом начальный участок профиля отражателя от его вершины до точки R1 и Z1 выполнен в виде участка кривой второго порядка с радиусом кривизны при вершине ρ удовлетворяющим условию L Zo <ρ<≈2(L + Zo), где Zo осевая координата вершины отражателя.
На торце концентрирующего отражателя герметично установлена прозрачная защитная перегородка, профиль поперечного сечения которой выполнен с возможностью обеспечения дополнительной фокусировки заданных фракций излучения линейного источника.
На чертеже изображен пример исполнения устройства для светолучевой обработки материалов.
Устройство содержит источник 1 излучения с линейной излучающей областью, совмещенной с осью концентрирующего отражателя 2, отражающая поверхность которого выполнена в виде поверхности вращения с образующей, составленной из последовательности участков 3, каждый из которых имеет форму, обеспечивающую сбор излучения источника, испущенного в определенном направлении α1 в точке, совмещенной с обрабатываемой поверхностью и имеющей координату вдоль оси.
На торце концентрирующего отражателя герметично установлена прозрачная для излучения перегородка 4, профиль поперечного сечения которой может быть выполнен переменной толщины для дополнительной фокусировки излучения линейного источника.
Устройство работает следующим образом.
Излучение источника 1, распространяясь вдоль направления α отражается поверхностью концентрирующего отражателя 2 в направлении фокальной точки. Если угол излучения в направлении i-того участка 3 отражателя α1 и образующая поверхности вращения на этом участке удовлетворяют соотношениям = +arctg (1) то излучение линейного источника света, распространяющееся в данном направлении, фокусируется в фокальной точке с координатой F, которая совмещена с поверхностью обрабатываемого материала. Начальный участок 3 поверхности отражателя 2, расположенный у его вершины, имеет образующую в виде кривой второго порядка, например, окружности с радиусом кривизны таким, что линейный источник излучения, протяженностью 2L, расположен в интервале между центром этой окружности О и точкой N в середине отрезка, образованного центром окружности О и вершиной отражателя М. Конкретные значения радиуса кривизны начального участка отражателя выбираются исходя из требований к размерам участка, мощности источника света и осуществляемого технологического процесса. Выбор на начальном участке 3 образующей поверхности концентрирующего отражателя 2 точки с координатами Z1 и R1 однозначно определяет всю образующую поверхности концентрирующего отражателя. В соответствии с (1) задание Z1 и R1 определяет угол α1 и начальные условия дифференциального уравнения образующей поверхности вращения. Координаты конечной точки первого участка 3 отражателя Z2 и R2, определяются совместным решением дифференциального уравнения (1) и уравнения
tgα1, (2) где i=1. Эта же точка Z2 и R2 является начальной для второго участка, и т.д. Процедура повторяется до получения значения Zi+1, достаточно близкого к фокальной точке. Дополнительный вклад в поток излучения в фокальной области можно получить, если использовать защитную перегородку 4 как оптический элемент. При этом профиль сечения перегородки 4 выполняется с переменной толщиной для фокусировки выбранной фракции излучения. Например, на прилагаемом чертеже периферийная часть перегородки 4 выполнена по типу линзы Френеля для дополнительного увеличения угла сбора излучения, а центральная часть выполнена в виде тонкой линзы для использования осевого потока излучения. При необходимости уменьшить осевую протяженность устройства прозрачная перегородка может быть выполнена в виде фокусатора.
tgα1, (2) где i=1. Эта же точка Z2 и R2 является начальной для второго участка, и т.д. Процедура повторяется до получения значения Zi+1, достаточно близкого к фокальной точке. Дополнительный вклад в поток излучения в фокальной области можно получить, если использовать защитную перегородку 4 как оптический элемент. При этом профиль сечения перегородки 4 выполняется с переменной толщиной для фокусировки выбранной фракции излучения. Например, на прилагаемом чертеже периферийная часть перегородки 4 выполнена по типу линзы Френеля для дополнительного увеличения угла сбора излучения, а центральная часть выполнена в виде тонкой линзы для использования осевого потока излучения. При необходимости уменьшить осевую протяженность устройства прозрачная перегородка может быть выполнена в виде фокусатора.
Выполнение концентрирующего отражателя устройства для светолучевой обработки в виде поверхности вращения с образующей, составленной из нескольких сегментов, форма которых определяется уравнениями (1) и (2), позволит увеличить плотность потока оптического излучения в фокальной плоскости, что предоставит дополнительные возможности в выборе доступных технологий. Введение прозрачной герметичной перегородки защитит поверхность отражателя от продуктов, образованных при прохождении технологического процесса, а также позволит использовать в пространстве отражателя нейтральную среду, что повысит срок службы отражателя и лампы. Кроме того, выполнение защитной перегородки с переменной толщиной предоставит дополнительные возможности в части увеличения плотности потока оптического излучения в фокальной плоскости.
Claims (2)
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕТОЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ, содержащее протяженный линейный источник излучения и концентрирующий отражатель с отражающей поверхностью, выполненной в виде поверхности вращения с образующей, составленной из нескольких последовательно сочлененных участков, отличающееся тем, что форма образующей поверхности отражателя для любого участка, кроме прилегающего к вершине, и границы сочленения участков определяются системой уравнений
где R и Z радиальная и осевая координаты профиля поверхности i-го участка отражателя в цилиндрической системе координат с центром в середине линейного источника излучения длиной 2L;
Ri и Zi координаты точек сопряжения соседних участков профиля отражателя с номерами I 1 и i (i 1, 2, 3);
F осевая координата точки фокусировки излучения,
начальный участок профиля отражателя от его вершины до точки профиля R1 и Z1 выполнен в виде участка кривой второго порядка с радиусом кривизны ρ, удовлетворяющим условию
L-Zo<ρ<-2(L+Zo),
где Z0 осевая координата вершины отражателя.
где R и Z радиальная и осевая координаты профиля поверхности i-го участка отражателя в цилиндрической системе координат с центром в середине линейного источника излучения длиной 2L;
Ri и Zi координаты точек сопряжения соседних участков профиля отражателя с номерами I 1 и i (i 1, 2, 3);
F осевая координата точки фокусировки излучения,
начальный участок профиля отражателя от его вершины до точки профиля R1 и Z1 выполнен в виде участка кривой второго порядка с радиусом кривизны ρ, удовлетворяющим условию
L-Zo<ρ<-2(L+Zo),
где Z0 осевая координата вершины отражателя.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торце концентрирующего отражателя герметично установлена защитная прозрачная перегородка, профиль поперечного сечения которой выполнен с возможностью обеспечения дополнительной фокусировки заданных пространственных фракций излучения линейного источника.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9393016356A RU2047876C1 (ru) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Устройство для светолучевой обработки |
US08/351,299 US5592582A (en) | 1993-03-30 | 1993-07-06 | Beam machining device with heating lamp and segmented reflector surface |
EP19930916327 EP0645648A4 (en) | 1993-03-30 | 1993-07-06 | Highly accurate device for aligning components. |
PCT/RU1993/000158 WO1994024586A1 (en) | 1993-03-30 | 1993-07-06 | Device for use in light-beam treatment |
CZ942962A CZ296294A3 (en) | 1993-03-30 | 1993-07-06 | Apparatus for machining by a light beam |
AU45927/93A AU4592793A (en) | 1993-03-30 | 1993-07-06 | Device for use in light-beam treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9393016356A RU2047876C1 (ru) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Устройство для светолучевой обработки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93016356A RU93016356A (ru) | 1995-05-27 |
RU2047876C1 true RU2047876C1 (ru) | 1995-11-10 |
Family
ID=20139481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9393016356A RU2047876C1 (ru) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Устройство для светолучевой обработки |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5592582A (ru) |
EP (1) | EP0645648A4 (ru) |
AU (1) | AU4592793A (ru) |
CZ (1) | CZ296294A3 (ru) |
RU (1) | RU2047876C1 (ru) |
WO (1) | WO1994024586A1 (ru) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2047876C1 (ru) * | 1993-03-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
RU2047875C1 (ru) * | 1993-03-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
US20030176775A1 (en) * | 1998-10-13 | 2003-09-18 | Medoptix, Inc. | Cleaning kit for an infrared glucose measurement system |
US20030021969A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-30 | Aloisi Robert J. | Reflective heat-shrinking film |
US20030015274A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-23 | Mallman A. James | Reflective hood for heat-shrinking film onto an open-topped container and method of using same |
US7089718B2 (en) * | 2002-06-10 | 2006-08-15 | Green-Line Products, Inc. | Apparatus for heat-shrinking film onto an open-topped container and method of using same |
US20040035088A1 (en) * | 2002-06-10 | 2004-02-26 | Loeffler Herbert H. | Container positioning device |
US20030228964A1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-12-11 | Biba Scott I. | Apparatus and method for braking and controlling tension in a web |
US20040068968A1 (en) * | 2002-06-10 | 2004-04-15 | Biba Scott I. | Modular rotational assembly |
US7025476B2 (en) * | 2003-04-25 | 2006-04-11 | Acuity Brands, Inc. | Prismatic reflectors with a plurality of curved surfaces |
WO2007081812A2 (en) * | 2006-01-11 | 2007-07-19 | Philip Premysler | Luminaire reflectors |
KR101897869B1 (ko) * | 2016-07-07 | 2018-10-04 | 고려대학교 산학협력단 | 비구면거울이 내장된 레이저수술장치 |
WO2024002672A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Euv collector for an euv projection exposure apparatus |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB264814A (en) * | 1926-01-23 | 1927-12-22 | Emma Strada | Improvements in, or relating to, soldering tins, and the like |
GB1110073A (en) * | 1965-11-09 | 1968-04-18 | British Iron Steel Research | Improvements in and relating to reflectors |
US3801773A (en) * | 1970-10-23 | 1974-04-02 | Nippon Electric Co | Apparatus for heating a sample with radiation energy concentrated by a reflector essentially composed of spheroidal surface portions |
US3784836A (en) * | 1972-10-06 | 1974-01-08 | Sybron Corp | Ir generator having ellipsoidal and paraboloidal reflectors |
DE2537855A1 (de) * | 1975-08-26 | 1977-03-10 | Friedrich Wolff | Geraet zur flaechenhaften uv-bestrahlung |
DE3638669A1 (de) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Auer Sog Glaswerke Gmbh | Reflektor fuer zahnaerztliche und chirurgische operationsleuchten |
DE3807302A1 (de) * | 1988-03-05 | 1989-09-14 | Dornier Gmbh | Spiegelofen |
NL8902971A (nl) * | 1988-12-02 | 1990-07-02 | Vickers Shipbuilding & Eng | Werkwijze en inrichting voor het tot stand brengen van een warmtebeeld. |
DE3912237A1 (de) * | 1989-04-14 | 1990-10-18 | Zeiss Carl Fa | Spiegel zur veraenderung der geometrischen gestalt eines lichtbuendels |
JPH0634377B2 (ja) * | 1989-12-13 | 1994-05-02 | 三鷹光器株式会社 | 加熱装置 |
US5037191A (en) * | 1989-12-21 | 1991-08-06 | Cheng Dah Y | Orthogonal parabolic reflector systems |
RU2062684C1 (ru) * | 1992-06-15 | 1996-06-27 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
RU2047876C1 (ru) * | 1993-03-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
RU2047875C1 (ru) * | 1993-03-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "МГМ" | Устройство для светолучевой обработки |
-
1993
- 1993-03-30 RU RU9393016356A patent/RU2047876C1/ru active
- 1993-07-06 WO PCT/RU1993/000158 patent/WO1994024586A1/ru not_active Application Discontinuation
- 1993-07-06 CZ CZ942962A patent/CZ296294A3/cs unknown
- 1993-07-06 US US08/351,299 patent/US5592582A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-07-06 AU AU45927/93A patent/AU4592793A/en not_active Abandoned
- 1993-07-06 EP EP19930916327 patent/EP0645648A4/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1227908, кл. F 21V 7/04, 19.12.83. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 10810605, кл. C 02B 5/10, 21.12.82. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5592582A (en) | 1997-01-07 |
WO1994024586A1 (en) | 1994-10-27 |
EP0645648A1 (en) | 1995-03-29 |
AU4592793A (en) | 1994-11-08 |
CZ296294A3 (en) | 1995-08-16 |
EP0645648A4 (en) | 1995-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2047876C1 (ru) | Устройство для светолучевой обработки | |
RU2047875C1 (ru) | Устройство для светолучевой обработки | |
CA1089270A (en) | Light-collecting reflector | |
CA2113357C (en) | Non-imaging optical illumination system | |
CN1196125A (zh) | 非成象光学聚能器及发光器的设计 | |
EP0022346A1 (en) | Confocal reflector system | |
RU93016355A (ru) | Устройство для светолучевой обработки | |
JP2669884B2 (ja) | 鏡面炉 | |
CA2377487A1 (en) | Condensing and collecting optical system using parabolic reflectors or a corresponding ellipsoid/hyperboloid pair of reflectors | |
US3449561A (en) | Aconic collector | |
US4794503A (en) | Lamp having improved image resolution | |
CN87107021A (zh) | 照明装置 | |
RU93016356A (ru) | Устройство для светолучевой обработки | |
AU589611B2 (en) | Radiation projector producing a highly efficient and highly homogeneous flux with controlled aperture angles, in particular from a point or quasi-point source | |
US5143447A (en) | Lamp system having a torroidal light emitting member | |
JP4235601B2 (ja) | 照明装置 | |
JPH0216502A (ja) | フレネル・レンズ型複合反射装置 | |
JPS6042703A (ja) | 照明器具用反射鏡 | |
RU2062185C1 (ru) | Устройство для светолучевой пайки | |
US1718256A (en) | Headlight reflector | |
SU1081605A1 (ru) | Устройство дл локального облучени | |
JPH053019A (ja) | シヨ−トア−クのメタルハライドランプ装置 | |
SU1169054A1 (ru) | Антенна | |
JP3406612B2 (ja) | 光照射装置 | |
SU943474A1 (ru) | Оптическа система прожектора |