RU2411598C2 - Method and device for moving laser beam neck - Google Patents
Method and device for moving laser beam neck Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411598C2 RU2411598C2 RU2008145227/28A RU2008145227A RU2411598C2 RU 2411598 C2 RU2411598 C2 RU 2411598C2 RU 2008145227/28 A RU2008145227/28 A RU 2008145227/28A RU 2008145227 A RU2008145227 A RU 2008145227A RU 2411598 C2 RU2411598 C2 RU 2411598C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- distance
- optical system
- laser beam
- constriction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптике, а точнее к проектированию лазерных оптических систем, и может быть использовано при разработке высококачественных оптических систем для перемещения перетяжки (пятна) лазерного пучка, в том числе перетяжки постоянного размера.The invention relates to optics, and more specifically to the design of laser optical systems, and can be used in the development of high-quality optical systems for moving the waist (spot) of the laser beam, including waist of constant size.
Широкое внедрение лазерных технологий в различных отраслях вызвало потребность в прикладных разработках, связанных, в частности, с высокоточным перемещением пятна лазерного пучка относительно объекта-мишени. Способы и устройства для решения этой проблемы находят применение в промышленности, например, при резке и сварке листового металла и в цифровых устройствах, например, при записи и воспроизведении данных на оптических дисках. При этом наиболее простые устройства предусматривают механическое перемещение источника лазерного излучения относительно мишени или наоборот (см., например, патент США №6462301 [1]). Из-за своих габаритов и прямолинейности перемещения такая конструкция имеет весьма ограниченное применение. В других известных решениях применяются оптические микропереключатели, механически воздействующие на зеркало, направляющее лазерный пучок на объект (см. патенты США №6360035 [2] и №6462301 [3]). Такая технология рассчитана на относительно невысокие энергии лазерного пучка и ограниченный диапазон перемещения пятна.The widespread adoption of laser technologies in various industries has necessitated application developments related, in particular, to high-precision movement of the laser beam spot relative to the target object. Methods and devices for solving this problem are used in industry, for example, when cutting and welding sheet metal and in digital devices, for example, when recording and reproducing data on optical discs. In this case, the simplest devices provide for mechanical movement of the laser radiation source relative to the target or vice versa (see, for example, US patent No. 6462301 [1]). Due to its size and linearity of movement, this design has very limited use. Other known solutions employ optical microswitches that mechanically act on a mirror directing a laser beam to an object (see US Pat. Nos. 6,360,035 [2] and 6,463,201 [3]). This technology is designed for relatively low laser beam energies and a limited range of spot movement.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство, основанное на принципе «летучая оптика» (англ. "flying optics") и описанное в опубликованной европейской заявке (см. Mizuno S., Yamada N., Gotoh Y. Flying optical head and optical information recording and reproducing apparatus. // European Patent Specification ЕР 0409468 (В1), published - 1995-09-13) [4]. Данное устройство относится к оптическим головкам записи и считывания информации с оптических дисков. Схема устройства представлена на Фиг.1.Closest to the claimed invention is a device based on the principle of "flying optics" (English "flying optics") and described in the published European application (see Mizuno S., Yamada N., Gotoh Y. Flying optical head and optical information recording and reproducing apparatus. // European Patent Specification EP 0409468 (B1), published - 1995-09-13) [4]. This device relates to optical heads for recording and reading information from optical disks. The device diagram is presented in figure 1.
Перемещение перетяжки лазерного пучка реализовано в данном устройстве следующим образом. Линза 7 коллимирует излучения лазера 6, а линза 14 фокусирует излучение на информационной поверхности 5 оптического диска 1. Перемещение перетяжки лазерного пучка по информационной поверхности диска осуществляется путем изменения расстояния между линзами 7 и 14, между которыми лазерный пучок является коллимированным. Данный способ перемещения перетяжки основан на изменении продольного расстояния между линзами 7 и 14 и переводе этого перемещения в поперечное (относительно оси пучка лазера) при помощи зеркала 13, установленного перед линзой 14 формирующей оптической системы.Moving the waist of the laser beam is implemented in this device as follows. The lens 7 collimates the radiation of the laser 6, and the
По существу, вышеуказанная конструкция основана на использовании того факта, что промежуточная перетяжка после первой линзы 7 удалена на большое расстояние от обеих линз 7 и 14. При этом перемещение блока 4, состоящего из зеркала 13 и второй линзы 14, весьма незначительно изменяет расстояние от этой перетяжки до второй линзы 14. Из-за малости этого изменения выходная перетяжка после второй линзы 14 формируется практически на том же удалении от нее и имеет тот же размер.Essentially, the above construction is based on the fact that the intermediate hauling after the first lens 7 is removed a large distance from both
В действительности, из опубликованного исследования Pakhomov I.I., Tsibulya A.B. Computtional Methods for Laser Optical Systems Design // Journal of Soviet Laser Research. - V.9. - No. 3. - 1998. - New York. - p.321-429 [5], известно, что продольное увеличение α оптической системы при работе с лазерными пучками определяется выражением где f′ - фокусное расстояние оптической системы; zk - параметр конфокальности входного лазерного пучка; Zp - расстояние от переднего фокуса оптической системы до входной перетяжки.In fact, from a published study by Pakhomov II, Tsibulya AB Computtional Methods for Laser Optical Systems Design // Journal of Soviet Laser Research. - V.9. - No. 3. - 1998. - New York. - p.321-429 [5], it is known that the longitudinal increase in α of the optical system when working with laser beams is determined by the expression where f ′ is the focal length of the optical system; z k is the confocal parameter of the input laser beam; Z p is the distance from the front focus of the optical system to the input constriction.
Описанный в прототипе подход к перемещению перетяжки лазерного пучка нарушает вышеупомянутую имеющуюся в лазерных оптических системах взаимосвязь между ее конструкционными параметрами, продольным увеличением и положением выходной перетяжки. Вследствие этого при работе такой системы неизбежно нарушается постоянство как размера, так и положения выходной перетяжки относительно линзы 14. В устройстве используется частный случай взаимодействия первого и второго компонентов лазерной системы, когда первый компонент рассчитан как коллиматор. Именно это обстоятельство приводит к весьма слабой зависимости размера и положения выходной перетяжки от положения второго компонента, что и позволяет авторам устройства [4] пренебрегать ею. Однако в действительности необходимо учитывать, что промежуточная перетяжка лазерного пучка после первого компонента располагается на достаточно большом расстоянии от первого компонента и, соответственно, от второго компонента. При изменении расстояния между компонентами меняется расстояние от промежуточной перетяжки до второго компонента, что неизбежно приводит к изменению положения и размера перетяжки на выходе двухкомпонентной системы. Это следует из представленной ниже зависимости для продольного увеличения второго компонента: , где - фокусное расстояние второго компонента; Zk1 - параметр конфокальности лазерного пучка между компонентами; Zp2 - расстояние от переднего фокуса второго компонента до промежуточной перетяжки, которое зависит от расстояния между фокусами компонентов системы Δ (дефокусировки компонентов).The approach to moving the laser beam waist described in the prototype violates the aforementioned relationship existing in laser optical systems between its structural parameters, longitudinal magnification, and the position of the output waist. As a result of this, the constancy of both the size and the position of the output constriction relative to the
Ясно, что использование такого способа возможно лишь в схемах с первой коллимационной линзой. Для перемещения выходной перетяжки на заданное расстояние необходимо перемещение линз формирующей системы на такое же самое расстояние, что крайне неудобно и нерационально. Кроме того, при его реализации нельзя добиться значительных перемещений выходной перетяжки с сохранением постоянства ее размера.It is clear that the use of this method is possible only in schemes with the first collimation lens. To move the output banner by a given distance, it is necessary to move the lenses of the forming system to the same distance, which is extremely inconvenient and irrational. In addition, during its implementation it is impossible to achieve significant movements of the output constriction while maintaining its size constancy.
Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение, состоят в том, чтобы разработать для лазерных оптических систем (ЛОС) способ перемещения перетяжки постоянного размера в широких пределах при небольшом перемещении компонентов и компактное устройство, обеспечивающее такое перемещение.The tasks to which the claimed invention is directed are to develop for laser optical systems (VOCs) a method for moving a constant-size waist over a wide range with a small movement of components and a compact device that provides such movement.
Технический результат в части способа достигается за счет применения усовершенствованного перемещения перетяжки, заключающегося в использовании двухкомпонентной лазерной оптической системы с подвижными компонентами и изменении продольных расстояний d1 (расстояние от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента, т.е. до его передней главной плоскости) и d2 (расстояние между компонентами) и отличающегося тем, что параметры используемой двухкомпонентной лазерной оптической системы для каждого положения Zp входной перетяжки связаны соотношениями:The technical result in terms of the method is achieved through the use of an improved hauling of the waist, which consists in using a two-component laser optical system with moving components and changing the longitudinal distances d 1 (distance from the entrance waist of the laser beam to the first component, i.e. to its front main plane) 2 and d (spacing between components), and characterized in that the parameters used by the two-laser optical system for each position of the input constriction Z p knit relationships:
- увеличение первого компонента ;- increase in the first component ;
- дефокусировка компонентов ;- defocusing components ;
- фокусное расстояние второго компонента , а продольные расстояния в системе изменяют строго согласованно по следующим законам:- focal length of the second component , and the longitudinal distances in the system are changed strictly in accordance with the following laws:
- расстояние d1 от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента - distance d 1 from the input constriction of the laser beam to the first component
- расстояние d2 между компонентами- distance d 2 between components
- расстояние d3 от второго компонента до выходной перетяжки- distance d 3 from the second component to the output constriction
и обеспечивают перемещение выходной перетяжки требуемого размера с изменением длины ЛОС по закону:and provide the movement of the output banner of the required size with a change in the length of the VOCs according to the law:
. .
Основные отличительные признаки предлагаемого подхода заключаются в использовании аналитической связи между параметрами лазерного пучка и преобразующей его двухкомпонентной оптической системой, полученной авторами на основании положений теории проектирования лазерных оптических систем [5]. Выявленные закономерности позволяют в сжатые сроки разрабатывать высококачественные оптические системы перемещения перетяжки лазерного пучка, в том числе и постоянного размера.The main distinguishing features of the proposed approach are the use of the analytical relationship between the parameters of the laser beam and the two-component optical system that converts it, obtained by the authors based on the theory of designing laser optical systems [5]. The revealed patterns allow us to develop high-quality optical systems for moving the waist of a laser beam, including a constant size, in a short time.
Заявляемый способ работает следующим образом. Требуемое продольное увеличение двухкомпонентной лазерной оптической системы (ЛОС) определяется известными размерами (радиусами) входной hp и выходной перетяжек, а с другой стороны обеспечивается сочетанием ее конструктивных параметров и конфокальным параметром Zk лазерного пучка:The inventive method works as follows. The required longitudinal increase in a two-component laser optical system (VOC) is determined by the known sizes (radii) of the input h p and the output constrictions, and on the other hand is provided by a combination of its design parameters and the confocal parameter Z k of the laser beam:
, ,
где и - фокусные расстояния соответственно первого и второго компонентов; P(Zp,Δ) - полином, характеризующий зависимость продольного увеличения от текущих конструктивных параметров: Zp (расстояние от фокуса первого компонента до входной перетяжки) и Δ (дефокусировка компонентов, т.е. расстояние между фокусами компонентов ЛОС) и конфокального параметра Zk лазерного пучка:Where and - focal lengths of the first and second components, respectively; P (Z p , Δ) is a polynomial characterizing the dependence of the longitudinal increase on the current design parameters: Z p (distance from the focus of the first component to the input constriction) and Δ (defocusing of the components, i.e. the distance between the foci of the VOC components) and the confocal parameter Z k laser beam:
При этом на плоскости конструктивных параметров (Zp,Δ) их связь, обеспечивающая поддержание любого конечного значения полинома P(zp,Δ)=P0, соответствует кривым второго порядка, область существования которых бесконечна по параметру Zp и ограничена по параметру Δ.Moreover, on the plane of the design parameters (Z p , Δ), their relationship, ensuring the maintenance of any final value of the polynomial P (z p , Δ) = P 0 , corresponds to second-order curves whose existence region is infinite in the parameter Z p and bounded in the parameter Δ .
Для того чтобы лазерная оптическая система осуществляла перемещение перетяжки постоянного размера, т.е. работала с а=const, необходимо выполнение условия: P(zpt,Δt)=const=P0.In order for the laser optical system to move the constriction of constant size, i.e. worked with a = const, it is necessary to fulfill the condition: P (z pt , Δ t ) = const = P 0 .
Для любого текущего положения перетяжки Zp параметры ЛОС должны определяться следующими зависимостями:For any current hauling position Z p, the VOC parameters should be determined by the following relationships:
- увеличение первого компонента ;- increase in the first component ;
- дефокусировка компонентов ;- defocusing components ;
- фокусное расстояние второго компонента ;- focal length of the second component ;
- расстояние d1 от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента ;- distance d 1 from the input constriction of the laser beam to the first component ;
- расстояние d2 между компонентами- distance d 2 between components
; ;
- расстояние d3 от второго компонента до выходной перетяжки- distance d 3 from the second component to the output constriction
Следует отметить, что при изменении положения Zp входной перетяжки длина ЛОС (т.е. положение выходной перетяжки относительно входной) L будет изменяться по следующему закону:It should be noted that when changing the position Z p of the input banner, the VOC length (i.e., the position of the output banner relative to the input) L will change according to the following law:
Для реализуемости такого способа необходимо, чтобы при любом Zp дискриминант уравнения P(Zp,Δ)=P0 был бы неотрицательным. При выборе P0>1 это условие автоматически выполняется всегда. А при выборе P0<1 диапазон изменения Zp необходимо выбирать так, чтобы выполнить условие .For the feasibility of this method, it is necessary that for any Z p the discriminant of the equation P (Z p , Δ) = P 0 would be non-negative. If P 0 > 1 is selected, this condition is always automatically satisfied. And when choosing P 0 <1, the range of variation of Z p must be chosen so as to satisfy the condition .
Кроме того, должна быть обеспечена физическая реализуемость способа, когда расстояния d2 (расстояние между компонентами) и d3 (расстояние от второго компонента до выходной перетяжки лазерного пучка) положительны. Из ограниченности параметра Δ для любого значения P0 следует, что параметры f', P0 всегда можно выполнить так, что физическая реализуемость способа выполняется. При этом диапазон изменения Zp желательно выбирать так, чтобы длина L ЛОС монотонно возрастала. При этом минимальное значение Zp min зависит от выбора параметра P0 так: при P0≥1 и при P0<1.In addition, the physical feasibility of the method must be ensured when the distances d 2 (distance between components) and d 3 (distance from the second component to the output constriction of the laser beam) are positive. From the boundedness of the parameter Δ for any value of P 0 it follows that the parameters f ', P 0 can always be performed so that the physical realizability of the method is performed. In this case, it is desirable to choose the range of variation of Z p so that the length L of the VOC increases monotonically. In this case, the minimum value of Z p min depends on the choice of parameter P 0 as follows: at P 0 ≥1 and for P 0 <1.
Таким образом, при разработке реальной конструкции ЛОС для перемещения перетяжки постоянного размера продольное увеличение α и параметр конфокальности Zk лазерного пучка известны, а параметры ЛОС P0, f1 необходимо выбрать. Тогда становится известным значение минимальной дефокусировки Zp min и минимальная длина L min ЛОС. Значение максимальной дефокусировки Zp max определяется требуемым значением Lmax. Так как для любого значения P0 область возможного изменения параметра не ограничена, то такой выбор всегда можно сделать. При этом во всем диапазоне вариаций Zp для изменения L дискриминант квадратного уравнения P(zpt,Δt)=P0 (т.е. все подкоренные выражения) будет положительным.Thus, when developing a real VOC design for moving a constant-size waist, the longitudinal increase α and the confocal parameter Z k of the laser beam are known, and the VOC parameters P 0 , f 1 must be chosen. Then it becomes known the value of the minimum defocusing Z p min and the minimum length L min VOC. The maximum defocus value Z p max is determined by the required value L max . Since for any value of P 0 the region of possible parameter variation is not limited, such a choice can always be made. Moreover, over the entire range of variations of Z p for changing L, the discriminants of the quadratic equation P (z pt , Δ t ) = P 0 (i.e., all the radical expressions) will be positive.
Для характеристики увеличения (усиления) перемещения выходной перетяжки по отношению к перемещению Zp входной перетяжки в таких лазерных системах обычно вводится коэффициент среднего умножения перемещения Zp:To characterize the increase (gain) in the movement of the output constriction with respect to the displacement Z p of the input constriction in such laser systems, the average multiplication factor of the displacement Z p is usually introduced:
где Lmax и Lmin - соответственно максимальная и минимальная длины системы; Zp max и Zp min - соответственно максимальное и минимальное расстояния от переднего фокуса первого компонента до входной перетяжки. where L max and L min - respectively, the maximum and minimum lengths of the system; Z p max and Z p min - respectively, the maximum and minimum distances from the front focus of the first component to the input constriction.
ΔL=Lmax-Lmin - диапазон изменения длины лазерной оптической системы;ΔL = L max -L min - the range of the length of the laser optical system;
ΔZp=Zp max-Zp min - диапазон перемещения первого компонента.ΔZ p = Z p max -Z p min - the range of movement of the first component.
Для реализации заявляемого способа предлагается использовать устройство, содержащее лазер, излучающий лазерный пучок с исходной (входной) перетяжкой, первый подвижный компонент ЛОС, размещенный на расстоянии d1 от входной перетяжки лазерного пучка, второй подвижный компонент ЛОС, размещенный на расстоянии d2 от первого компонента, и выходную перетяжку, расположенную на расстоянии d3 от второго компонента, отличающееся тем, что конструктивные параметры устройства связаны соотношениями:To implement the proposed method, it is proposed to use a device containing a laser emitting a laser beam with an initial (input) constriction, a first movable VOC component located at a distance d 1 from the input constriction of the laser beam, a second movable VOC component located at a distance d 2 from the first component , and an output constriction located at a distance of d 3 from the second component, characterized in that the design parameters of the device are related by the ratios:
- увеличение первого компонента ;- increase in the first component ;
- дефокусировка компонентов ;- defocusing components ;
- фокусное расстояние второго компонента ,- focal length of the second component ,
а перемещение выходной перетяжки требуемого размера с изменением длины ЛОС по закону:and moving the output banner of the required size with a change in the length of the VOCs according to the law:
осуществляется за счет изменения продольных расстояний в строгом согласовании с законами:carried out by changing the longitudinal distances in strict accordance with the laws:
- расстояние d1 от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента ;- distance d 1 from the input constriction of the laser beam to the first component ;
- расстояние d2 между компонентами- distance d 2 between components
Далее заявляемые способ и устройство поясняются с привлечением графических материалов.Further, the claimed method and device are illustrated with the use of graphic materials.
Фиг.1 иллюстрирует схему устройства, реализующего способ-прототип, где:Figure 1 illustrates a diagram of a device that implements the prototype method, where:
1 - оптический диск,1 - optical disk
2 - неподвижный блок,2 - fixed block,
3 - коллимированный лазерный пучок,3 - collimated laser beam,
4 - подвижный блок,4 - movable block,
5 - информационная поверхность,5 - information surface,
6 - лазер,6 - laser
7 - коллимирующая линза,7 - collimating lens,
8 - поляризационный светоделитель,8 - polarizing beam splitter,
9 - четвертьволновая пластинка,9 - quarter-wave plate,
10 - цилиндрическая линза,10 is a cylindrical lens,
11 - фотодетектор,11 - photodetector,
12 - актуатор,12 - actuator,
13 - глухое зеркало,13 - a deaf mirror
14 - фокусирующая линза,14 - focusing lens
15 - линейный электродвигатель,15 is a linear electric motor,
16 - направляющий рельс.16 - a directing rail.
Фиг.2 демонстрирует работу заявляемой двухкомпонентной лазерной оптической системы перемещения перетяжки постоянного размера, где:Figure 2 shows the operation of the inventive two-component laser optical system for moving the constriction of constant size, where:
Zp - расстояние от переднего фокуса F1 оптической системы до входной перетяжки;Z p is the distance from the front focus F 1 of the optical system to the input constriction;
f1 - фокусное расстояние первого компонента;f 1 is the focal length of the first component;
f2 - фокусное расстояние второго компонента;f 2 is the focal length of the second component;
hp - размер (радиус) входной перетяжки,h p - size (radius) of the input constriction,
- размер (радиус) выходной перетяжки, - size (radius) of the output constriction,
d1 - расстояние от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента;d 1 is the distance from the input constriction of the laser beam to the first component;
d2 - расстояние между компонентами;d 2 is the distance between the components;
d3 - расстояние от второго компонента до выходной перетяжки;d 3 - the distance from the second component to the output constriction;
L - расстояние между входной и выходной перетяжками (длина системы);L is the distance between the input and output constrictions (system length);
Δ - расстояние между фокусами компонентов системы.Δ is the distance between the foci of the system components.
Предпочтительный вариант реализации изобретения состоит в следующем. При разработке ЛОС для перемещения перетяжки мощных газовых (молекулярных) лазеров с большим значением конфокального параметра Zk наилучшие результаты по коэффициенту среднего увеличения перемещения G наблюдаются при выборе параметра P0 в области P0≈0,5.A preferred embodiment of the invention is as follows. When developing a VOC for moving the constriction of high-power gas (molecular) lasers with a large value of the confocal parameter Z k, the best results in terms of the average increase in the displacement G are observed when choosing the parameter P 0 in the region P 0 ≈0.5.
При использовании данного способа удается перемещать перетяжку строго постоянного размера на большие расстояния (метры и более) за счет сравнительно небольших (десятки миллиметров) перемещений компонентов ЛОС. Заявленные способ и устройство с успехом можно применить, в частности, в технологических установках лазерной прецизионной раскройки листовых материалов больших размеров.When using this method, it is possible to move the constriction of a strictly constant size over large distances (meters or more) due to the relatively small (tens of millimeters) movements of the VOC components. The claimed method and device can be successfully applied, in particular, in technological installations for laser precision cutting of sheet materials of large sizes.
Claims (2)
увеличение первого компонента
дефокусировка компонентов ;
фокусное расстояние второго компонента ,
а продольные расстояния d1 и d2 в системе изменяют строго согласовано по следующим законам:
расстояние d1 от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента ,
расстояние d2 между компонентами
расстояние d3 от второго компонента до выходной перетяжки
и обеспечивают перемещение выходной перетяжки требуемого размера с изменением длины ЛОС по закону:
,
где α - продольное увеличение двухкомпонентной лазерной оптической системы; - фокусное расстояние первого компонента; Zk - конфокальный параметр, Zp - расстояние от фокуса первого компонента до входной перетяжки; P0=P(zpt,Δt)const - полином, характеризующий зависимость продольного увеличения от текущих конструктивных параметров.1. The method of moving the output waist of the laser beam while maintaining its size constant, which consists in using a two-component laser optical system (VOC) with moving components and changing the longitudinal distances d 1 and d 2 , characterized in that the parameters of the two-component laser optical system for each position Z p input constriction are related by the relations:
increase in the first component
component defocusing ;
focal length of the second component ,
and the longitudinal distances d 1 and d 2 in the system change strictly agreed according to the following laws:
distance d 1 from the input constriction of the laser beam to the first component ,
distance d2 between components
distance d 3 from the second component to the output constriction
and provide the movement of the output banner of the required size with a change in the length of the VOCs according to the law:
,
where α is the longitudinal magnification of a two-component laser optical system; - focal length of the first component; Z k is the confocal parameter, Z p is the distance from the focus of the first component to the input constriction; P 0 = P (z pt , Δ t ) const is a polynomial characterizing the dependence of the longitudinal increase on the current design parameters.
увеличение первого компонента
дефокусировка компонентов ;
фокусное расстояние второго компонента , а перемещение выходной перетяжки требуемого размера с изменением длины ЛОС по закону: ;
осуществляется за счет изменения в ЛОС продольных расстояний в строгом согласовании с законами:
расстояние d1 от входной перетяжки лазерного пучка до первого компонента
;
расстояние d2 между компонентами
,
где α - продольное увеличение двухкомпонентной лазерной оптической системы; - фокусное расстояние первого компонента; Zk - конфокальный параметр, Zp - расстояние от фокуса первого компонента до входной перетяжки; P0=P(zpt,Δt)=const - полином, характеризующий зависимость продольного увеличения от текущих конструктивных параметров. 2. A device for moving the output beam of the laser beam while maintaining its size, containing a laser emitting a laser beam with the original banner, the first movable VOC component at a distance d 1 from the input constriction of the laser beam, the second movable VOC component at a distance d 2 from the first component and an output constriction located at a distance of d 3 from the second component, characterized in that the design parameters of the VOC are connected by the relations:
increase in the first component
component defocusing ;
focal length of the second component , and moving the output banner of the required size with a change in the length of the VOCs according to the law: ;
carried out due to changes in VOC longitudinal distances in strict accordance with the laws:
distance d 1 from the input constriction of the laser beam to the first component
;
distance d2 between components
,
where α is the longitudinal magnification of a two-component laser optical system; - focal length of the first component; Z k is the confocal parameter, Z p is the distance from the focus of the first component to the input constriction; P 0 = P (z pt , Δ t ) = const is a polynomial characterizing the dependence of the longitudinal increase on the current design parameters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008145227/28A RU2411598C2 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Method and device for moving laser beam neck |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008145227/28A RU2411598C2 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Method and device for moving laser beam neck |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008145227A RU2008145227A (en) | 2010-05-27 |
RU2411598C2 true RU2411598C2 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=42679862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008145227/28A RU2411598C2 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Method and device for moving laser beam neck |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2411598C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488861C1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of varying neck diameter of output laser beam at fixed distance from laser |
RU2608963C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-01-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Optical unit for target detection |
RU2708549C1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-12-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Method for longitudinal displacement of a waist of a gaussian beam of constant diameter without movement of components of the optical system (versions) |
-
2008
- 2008-11-18 RU RU2008145227/28A patent/RU2411598C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PAKHOMOV I.I., TSIBULYA A.B, "COMPUTTIONAL METHODS FOR LASER OPTICAL SYSTEMS DESIGN", JOURNAL OF SOVIET LASER RESEARCH, VOL.9, No.3, PAGES 321-429, NEW YORK, 1998. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488861C1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of varying neck diameter of output laser beam at fixed distance from laser |
RU2608963C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-01-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Optical unit for target detection |
RU2708549C1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-12-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Method for longitudinal displacement of a waist of a gaussian beam of constant diameter without movement of components of the optical system (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008145227A (en) | 2010-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6925390B2 (en) | Beam shaping optics for flow cytometer systems and related methods | |
EP3541565B1 (en) | Laser apparatus for cutting brittle material with aspheric focusing means and a beam expander | |
US9527246B2 (en) | Optical irradiation device for a system for producing three-dimensional work pieces by irradiating powder layers of a powdered raw material using laser radiation | |
Matsuyama et al. | Nearly diffraction-limited X-ray focusing with variable-numerical-aperture focusing optical system based on four deformable mirrors | |
US8022332B2 (en) | Laser processing device | |
JP6600312B2 (en) | Beam propagation camera and light beam analysis method | |
JP2021527616A (en) | Active control type laser machining of transparent workpieces | |
US20090050611A1 (en) | Laser beam positioning systems for material processing and methods for using such systems | |
CN213903954U (en) | Laser scanning device capable of changing size and shape of laser focus spot | |
CN110673258A (en) | System for writing various fiber gratings by ultraviolet laser mask plate method | |
US6236509B1 (en) | Diffractive optical system with synthetic opening and laser cutting device incorporating this system | |
RU2411598C2 (en) | Method and device for moving laser beam neck | |
CN102837125A (en) | Laser processing device | |
CN112630984A (en) | Laser scanning device and scanning method capable of changing size and shape of laser focus position light spot | |
TW201723458A (en) | System for flat-top intensity laser sheet beam generation | |
TWI616967B (en) | Generating an array of spots on inclined surfaces | |
Motoyama et al. | Development of high-order harmonic focusing system based on ellipsoidal mirror | |
Möbus et al. | Laser beam welding setup for the coaxial combination of two laser beams to vary the intensity distribution | |
JP4456881B2 (en) | Laser processing equipment | |
Mashiko et al. | Focusing multiple high-order harmonics in the extreme-ultraviolet and soft-x-ray regions by a platinum-coated ellipsoidal mirror | |
CN111601676B (en) | Laser system and method for processing materials | |
US20090323176A1 (en) | Single wavelength ultraviolet laser device | |
US20050286570A1 (en) | Tunable laser with a concave diffraction grating | |
JPH09159572A (en) | Optical device | |
CN202388123U (en) | Laser machining device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20100426 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20100702 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181119 |