RU2460992C2 - Method of measuring brightness and colour temperature of surface in region of action of laser radiation and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of measuring brightness and colour temperature of surface in region of action of laser radiation and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460992C2 RU2460992C2 RU2010107443/28A RU2010107443A RU2460992C2 RU 2460992 C2 RU2460992 C2 RU 2460992C2 RU 2010107443/28 A RU2010107443/28 A RU 2010107443/28A RU 2010107443 A RU2010107443 A RU 2010107443A RU 2460992 C2 RU2460992 C2 RU 2460992C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- lens
- band
- region
- reflection
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении температуры поверхности в области лазерного воздействия.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to measure surface temperature in the field of laser exposure.
Известен способ измерения температуры поверхности в области лазерной обработки [1], состоящий в регистрации теплового излучения поверхности в 2-х спектральных интервалах.A known method of measuring surface temperature in the field of laser processing [1], which consists in recording the thermal radiation of the surface in 2 spectral intervals.
Недостатком данного способа является то, что его невозможно применить в системе с гальвосканером с F-teta линзой.The disadvantage of this method is that it cannot be used in a galvanoscanner system with an F-teta lens.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является реализованный в устройстве [2] способ измерения температуры поверхности в области лазерной обработки, состоящий в регистрации теплового излучения поверхности в 2-х спектральных интервалах.The closest in technical essence to the claimed invention is implemented in the device [2] a method for measuring surface temperature in the field of laser processing, consisting in recording thermal radiation from the surface in 2 spectral intervals.
Недостатком данного способа является то, что регистрация теплового излучения осуществляется в спектральных интервалах, значительно удаленных от полосы излучения лазера, что приводит при сканировании поверхности к значительному смещению изображения поверхности в свете этих длин волн по отношению в изображению в свете длины волны лазера вследствие аббераций промышленной F-teta линзы гальвосканера и, как следствие, к искажению результатов измерения и необходимости разработки специальной F-teta линзы, что существенно усложняет и удорожает лазерную систему.The disadvantage of this method is that the registration of thermal radiation is carried out in spectral ranges far from the laser emission band, which, when scanning the surface, leads to a significant displacement of the surface image in the light of these wavelengths relative to the image in the light of the laser wavelength due to aberrations of industrial F -teta galvanoscanner lenses and, as a result, distortion of measurement results and the need to develop a special F-teta lens, which significantly complicates and increases the cost of grain system.
Задачей заявляемого изобретения является создание способа измерения яркостной и цветовой температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения при сканировании поверхности с помощью гальвосканера с серийно выпускаемой F-teta линзой и устройства для его осуществления.The objective of the invention is the creation of a method for measuring the brightness and color temperature of a surface in the area of exposure to laser radiation when scanning a surface using a galvanic scanner with a commercially available F-teta lens and a device for its implementation.
В заявляемом способе узкие спектральные полосы регистрации теплового излучения поверхности располагают в полосе отражения зеркал гальвосканера по обе стороны полосы лазерного излучения в ее непосредственной близости. Известно устройство [1], содержащее сканер и 2-канальный оптический пирометр с объективом.In the inventive method, narrow spectral bands for detecting thermal radiation of the surface are located in the reflection band of the galvanoscanner mirrors on both sides of the laser band in its immediate vicinity. A device [1] is known, comprising a scanner and a 2-channel optical pyrometer with a lens.
Данное устройство не обеспечивает измерение в системе сканирования с F-teta линзой.This device does not provide measurement in a scanning system with an F-teta lens.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является представленное в [2] устройство, содержащее гальвосканер с F-teta линзой и 2-канальный оптический пирометр с объективом.The closest in technical essence to the claimed device is the device presented in [2], comprising a galvanic scanner with an F-teta lens and a 2-channel optical pyrometer with a lens.
Недостатком данного устройства является то, что дихроичными поворотными зеркалами возможно выделение области спектра излучения, посылаемого на пирометр, только в области слабого отражения зеркал гальвосканера и удаленной от волны излучения лазера, что приводит к ошибкам измерения вследствие сдвига изображения, формируемого F- teta линзой и объективом пирометра на входной диафрагме пирометра.The disadvantage of this device is that by dichroic rotary mirrors it is possible to select the region of the spectrum of the radiation sent to the pyrometer only in the region of weak reflection of the galvanoscanner mirrors and remote from the laser radiation wave, which leads to measurement errors due to the shift of the image formed by the F-teta lens and lens pyrometer at the inlet diaphragm of the pyrometer.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для измерения яркостной и цветовой температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения, содержащее гальвосканер с F-teta линзой и 2-канальный оптический пирометр с объективом.To solve this problem, a device is proposed for measuring the brightness and color temperature of the surface in the field of laser radiation, containing a galvanic scanner with an F-teta lens and a 2-channel optical pyrometer with a lens.
С помощью поворотного зеркала с узкой спектральной полосой отражения лазерного излучения либо поворотного зеркала осуществляют ввод лазерного излучения в гальвосканер, а узкие спектральные полосы регистрации теплового излучения поверхности располагают в полосе пропускания поворотного зеркала по обе стороны полосы отражения поворотного зеркала в ее непосредственной близости.Using a swivel mirror with a narrow spectral reflection band of laser radiation or a swivel mirror, laser radiation is introduced into the galvanic scanner, and narrow spectral bands for detecting thermal radiation from the surface are placed in the passband of the swivel mirror on both sides of the reflection band of the swivel mirror in its immediate vicinity.
Устройство дополнительно содержит содержит поворотное зеркало с узкой спектральной полосой отражения на длине волны лазера и 100% коэффициентом отражения, оптически связанное с лазером и 2-канальным оптическим пирометром с объективом, причем пирометр регистрирует тепловое излучение поверхности в 2-х узких спектральных интервалах вблизи спектральной полосы отражения поворотного зеркала, либо поворотное зеркало имеет в центре эллиптическую область с покрытие со 100% отражением на длине волны лазера, а периферическая область зеркала обладает высоким пропусканием в области спектра вне полосы генерации лазера.The device further comprises a rotary mirror with a narrow spectral reflection band at a laser wavelength and a 100% reflection coefficient, optically coupled to a laser and a 2-channel optical pyrometer with a lens, the pyrometer recording surface thermal radiation in 2 narrow spectral ranges near the spectral band the reflection of the rotary mirror, or the rotary mirror has in the center an elliptical region with a coating with 100% reflection at the laser wavelength, and the peripheral region of the mirror has a high transmittance in the spectral region outside the laser stripe.
Сущность заявляемого устройства поясняется чертежом (фиг.1), где 1 - лазер, 2 - поворотное зеркало, 3 - гальвосканер, объектив, 4 - обрабатываемая поверхность, 5 - F-teta линза, 6 - диафрагма сканера, 7 - эллиптическая отражающая область, 8 - объектив пирометра, 9 - полевая диафрагма пирометра, 10 - световод, 11 - пирометр.The essence of the claimed device is illustrated by the drawing (Fig. 1), where 1 is a laser, 2 is a swivel mirror, 3 is a galvanoscanner, a lens, 4 is a machined surface, 5 is an F-teta lens, 6 is a scanner diaphragm, 7 is an elliptical reflective region, 8 - pyrometer lens, 9 - field diaphragm of the pyrometer, 10 - optical fiber, 11 - pyrometer.
Устройство для измерения яркостной и цветовой температуры поверхности работает следующим образом. Излучение лазера 1 отражается поворотным зеркалом и вводится на зеркала гальвосканера 3 и с помощью F-teta объектива 5 фокусируется на поверхности обработки 4. При вращении зеркал сканера фокус лазера перемещается по поверхности 4. Изображение фокальной области строится на диафрагме пирометра 9 с помощью F-teta линзы и объектива пирометра 8. Пирометр 11 регистрирует тепловое излучение нагретой поверхности в узких спектральных участках вблизи линии излучения лазера. У поворотного зеркала на пропускание работает либо вся поверхность в случае применения так называемого Rugate Notch покрытия всей поверхности зеркала с очень узкой полосой отражения лазерного излучения, либо свободная от покрытия периферия поворотного зеркала, а лазерное излучение отражается центральной эллиптической областью с 100% коэффициентом отражения. Так как измерения проводятся на длинах волн вблизи линии генерации лазера, то хроматические абберации F-teta линзы будут приводить к пренебрежимо малым смещениям изображения на диафрагме пирометра при сканировании поверхности.A device for measuring the brightness and color temperature of the surface works as follows. Laser radiation 1 is reflected by a rotary mirror and introduced onto the galvanic scanner mirrors 3 and, using the F-teta lens 5, focuses on the processing surface 4. When the scanner mirrors are rotated, the laser focus moves on the surface 4. The image of the focal region is plotted on the aperture of the pyrometer 9 using F-teta lenses and objective of the pyrometer 8. Pyrometer 11 registers the thermal radiation of the heated surface in narrow spectral regions near the laser emission line. For a swivel mirror, either the entire surface works if the so-called Rugate Notch coating is applied to the entire surface of the mirror with a very narrow reflection band of laser radiation, or the periphery of the swivel mirror is free from coverage, and the laser radiation is reflected by the central elliptical region with a 100% reflection coefficient. Since measurements are carried out at wavelengths near the laser generation line, the chromatic aberration of the F-teta lens will lead to negligible image shifts on the pyrometer diaphragm when scanning the surface.
Таким образом, заявляемый способ и устройство обеспечивают измерение яркостной и цветовой температуры поверхности в области лазерного воздействия при ее сканировании с помощью гальвосканера с F-teta линзой с минимальной погрешностью при использовании серийной оптики.Thus, the claimed method and device provide a measure of the brightness and color temperature of the surface in the area of laser exposure when it is scanned using a galvanic scanner with an F-teta lens with minimal error when using serial optics.
Список литературыBibliography
1. Патент JP №2007190576 А.1. JP patent No. 2007190576 A.
2. Чивель Ю.А., Смуров И., Лаже Б.// Патент RU 2371704, 27.10.2009.2. Chivel Yu.A., Smurov I., Lage B. // Patent RU 2371704, 10.27.2009.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107443/28A RU2460992C2 (en) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | Method of measuring brightness and colour temperature of surface in region of action of laser radiation and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107443/28A RU2460992C2 (en) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | Method of measuring brightness and colour temperature of surface in region of action of laser radiation and apparatus for realising said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010107443A RU2010107443A (en) | 2011-09-10 |
| RU2460992C2 true RU2460992C2 (en) | 2012-09-10 |
Family
ID=44757253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010107443/28A RU2460992C2 (en) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | Method of measuring brightness and colour temperature of surface in region of action of laser radiation and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2460992C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520944C2 (en) * | 2011-09-13 | 2014-06-27 | Юрий Александрович Чивель | Method for optical monitoring of surface in laser impact area and device for its implementation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA17385U (en) * | 2006-04-13 | 2006-09-15 | Petro Grygorovych Bulgakov | High-speed reversible actuator of a switching unit |
| US7603041B2 (en) * | 2005-06-09 | 2009-10-13 | Cubic Corporation | Temperature compensated dynamic optical tag modulator system and method |
| RU2371704C1 (en) * | 2008-07-25 | 2009-10-27 | Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" | Device for monitoring laser engineering processes |
| RU2381463C1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-02-10 | Белорусский государственный университет | Pyrometric method for thermodynamic metal temperature test and device for implementation therefor |
-
2010
- 2010-03-02 RU RU2010107443/28A patent/RU2460992C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7603041B2 (en) * | 2005-06-09 | 2009-10-13 | Cubic Corporation | Temperature compensated dynamic optical tag modulator system and method |
| UA17385U (en) * | 2006-04-13 | 2006-09-15 | Petro Grygorovych Bulgakov | High-speed reversible actuator of a switching unit |
| RU2381463C1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-02-10 | Белорусский государственный университет | Pyrometric method for thermodynamic metal temperature test and device for implementation therefor |
| RU2371704C1 (en) * | 2008-07-25 | 2009-10-27 | Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" | Device for monitoring laser engineering processes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010107443A (en) | 2011-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9293882B2 (en) | Low noise, high stability, deep ultra-violet, continuous wave laser | |
| Rice et al. | DMD diffraction measurements to support design of projectors for test and evaluation of multispectral and hyperspectral imaging sensors | |
| JP2019002722A (en) | Confocal displacement meter | |
| KR101922973B1 (en) | Microspot spectroscopic ellipsometer with 4-reflectors | |
| RU2520944C2 (en) | Method for optical monitoring of surface in laser impact area and device for its implementation | |
| KR20140002609A (en) | Optics symmetrization for metrology | |
| JP2008039750A (en) | Device for height measuring | |
| TW202204970A (en) | Methods and devices for optimizing contrast for use with obscured imaging systems | |
| KR102616532B1 (en) | Spectral filters for high-power fiber lighting sources | |
| RU2460992C2 (en) | Method of measuring brightness and colour temperature of surface in region of action of laser radiation and apparatus for realising said method | |
| JP5857887B2 (en) | Wavefront measuring device | |
| RU2466363C2 (en) | Apparatus for measuring surface temperature in region exposed to laser radiation | |
| JP4774246B2 (en) | Non-contact optical measurement method and apparatus for thermal glass body thickness using light dispersion | |
| WO2021161986A1 (en) | Film thickness measuring device and film thickness measuring method | |
| US10942275B2 (en) | System and method for improving signal-to-noise ratio in a laser imaging system | |
| US11209633B2 (en) | Iris image acquisition system | |
| KR20160143969A (en) | Spectroscopic instrument using plane mirror and lens | |
| JPH1047926A (en) | Device for measuring film thickness and method therefor | |
| JP2017513043A (en) | A method for setting tolerances on optical surfaces using local pupil regions | |
| CN115113375B (en) | Camera module and camera device | |
| WO2024004729A1 (en) | Inspection system | |
| Mazzetta et al. | Automated testing of ultraviolet, visible, and infrared sensors using shared optics | |
| Mazzetta et al. | Ultraviolet through infrared imager performance testing | |
| JP6331986B2 (en) | Optical property measuring device | |
| TW202405410A (en) | Check system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130303 |