RU2811392C1 - Device for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution - Google Patents

Device for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution Download PDF

Info

Publication number
RU2811392C1
RU2811392C1 RU2023121655A RU2023121655A RU2811392C1 RU 2811392 C1 RU2811392 C1 RU 2811392C1 RU 2023121655 A RU2023121655 A RU 2023121655A RU 2023121655 A RU2023121655 A RU 2023121655A RU 2811392 C1 RU2811392 C1 RU 2811392C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
focusing prism
section
raster
intensity distribution
Prior art date
Application number
RU2023121655A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гюзель Абдулловна Богатова
Александр Валерьевич Горобинский
Игорь Платонович Жиган
Евгений Викторович Кузнецов
Константин Владимирович Митин
Сергей Владимирович Шклярик
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Application granted granted Critical
Publication of RU2811392C1 publication Critical patent/RU2811392C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optical devices.
SUBSTANCE: device for forming a laser radiation beam with a rectangular cross-section and uniform intensity distribution contains an emitter, an optical system for generating radiation, two focusing prism rasters with an odd number of edges and crossed at an angle of 90°. Behind the optical system, the device is made in the form of two cylindrical systems installed one after another, crossed at an angle of 90° with a combined image plane. Each cylindrical system has a focusing prism raster with a longitudinal movement drive, behind which there is a conversion system with adjustable focal length and optical magnification equal to the ratio of the specified cross-sectional dimensions of a rectangular laser beam to the width of the edge of the focusing prism raster. In this case, its front focal plane is combined with the rear focal plane of the focusing prism raster, and the focal length is equal to the ratio of the distance to the image plane of the device to the optical magnification.
EFFECT: formation of a beam with a rectangular cross-section and a uniform intensity distribution at given variable ranges.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим устройствам и может быть использовано в оптических формирователях лазерных пучков в тех направлениях науки и техники, где требуется высокая степень равномерности освещенности объектов, подвергающихся облучению, например:The invention relates to optical devices and can be used in optical laser beam formers in those areas of science and technology that require a high degree of uniformity of illumination of objects exposed to irradiation, for example:

- при разработке лазерных комплексов в части формирования и фокусировки лазерного излучения на удаленный объект;- in the development of laser complexes in terms of the formation and focusing of laser radiation on a remote object;

- для наиболее полного заполнения объема рабочей среды активного элемента твердотельного или жидкостного лазеров излучением накачки диодных источников накачки;- for the most complete filling of the volume of the working medium of the active element of solid-state or liquid lasers with pump radiation from diode pump sources;

- в экспериментальной физике при исследованиях воздействия мощного оптического излучения на материалы;- in experimental physics when studying the effect of powerful optical radiation on materials;

- в технологии обработки материалов при лазерной поверхностной обработке, при лазерной фотолитографии и т.д.;- in materials processing technology for laser surface processing, laser photolithography, etc.;

- в электронной технике, в электронных системах записи или воспроизведения телевизионных изображений.- in electronic technology, in electronic systems for recording or reproducing television images.

Известно осветительное устройство в [1], содержащее последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, коллектор, линзовый растр и конденсор, при этом задняя фокальная плоскость линзового растра совмещена с передней фокальной плоскостью конденсора, источник света установлен в переднем фокусе коллектора. Существенными недостатками этого устройства являются:A lighting device is known in [1], containing a light source, a collector, a lens raster and a condenser installed sequentially along the optical axis, with the rear focal plane of the lens raster aligned with the front focal plane of the condenser, the light source installed at the front focus of the collector. The significant disadvantages of this device are:

- высокая трудоемкость изготовления линзовых растров, связанная с высокоточным изготовлением большого числа оптических элементов;- high complexity of manufacturing lens rasters associated with high-precision manufacturing of a large number of optical elements;

- сложность юстировки осветительного устройства, особенно в инфракрасной области спектра, связанная с одновременным совмещением фокусов линз и нескольких фокальных плоскостей;- the difficulty of adjusting the lighting device, especially in the infrared region of the spectrum, associated with the simultaneous combination of lens foci and several focal planes;

- ухудшение равномерности распределения интенсивности в пятне, за счет использования большого количества сферических оптических поверхностей, вносящих искажения в итоговое распределение за счет аберраций;- deterioration in the uniformity of intensity distribution in the spot, due to the use of a large number of spherical optical surfaces, introducing distortions into the final distribution due to aberrations;

- формирование формы сечения лазерного излучения с равномерной интенсивностью только с фиксированными размерами и только на фиксированной дальности. Это устройство не позволяет получать излучение с сечением прямоугольной формы с переменными размерами сечения и переменной дальностью.- formation of a cross-sectional shape of laser radiation with uniform intensity only with fixed dimensions and only at a fixed range. This device does not allow receiving radiation with a rectangular cross-section with variable cross-sectional dimensions and variable range.

Известно устройство для формирования оптического пучка [2], содержащее два линзовых растра, первый из которых сферический, второй - цилиндрический, за которым установлены две цилиндрические линзы, развернутые одна относительно другой на 90°, причем задняя фокальная плоскость линз сферического растра в сагиттальной плоскости совмещена с передней фокальной плоскостью первой цилиндрической линзы, а в меридиональной плоскости - с передней фокальной плоскостью линз цилиндрического растра.A device is known for forming an optical beam [2], containing two lens rasters, the first of which is spherical, the second is cylindrical, behind which two cylindrical lenses are installed, rotated one relative to the other by 90°, and the rear focal plane of the spherical raster lenses in the sagittal plane is aligned with the front focal plane of the first cylindrical lens, and in the meridional plane - with the front focal plane of the cylindrical raster lenses.

Существенными недостатками этого устройства являются:The significant disadvantages of this device are:

- высокая трудоемкость изготовления линзовых растров, связанная с высокоточным изготовлением и сборкой на оптическом контакте большого числа оптических элементов;- high complexity of manufacturing lens rasters associated with high-precision manufacturing and assembly of a large number of optical elements on the optical contact;

- сложность юстировки оптического устройства, особенно в инфракрасной области спектра, связанная с одновременным совмещением фокусов линз и нескольких фокальных плоскостей;- the difficulty of adjusting an optical device, especially in the infrared region of the spectrum, associated with the simultaneous combination of lens foci and several focal planes;

- наличие сферических аберраций;- presence of spherical aberrations;

- формирование формы сечения лазерного излучения с равномерной интенсивностью только в виде узкой световой полосы заданных фиксированных размеров и только на фиксированной дальности. Это устройство не позволяет получить излучение с сечением прямоугольной формы с переменными размерами сечения и переменной дальностью.- formation of a cross-sectional shape of laser radiation with uniform intensity only in the form of a narrow light strip of given fixed dimensions and only at a fixed range. This device does not allow receiving radiation with a rectangular cross-section with variable cross-sectional dimensions and variable range.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для создания равномерной освещенности прямоугольной площадки заданных размеров [3], содержащее расширяющую телескопическую систему и формирующий оптический элемент, выполненный в виде двух выпуклых, образованных плоскими прямоугольными гранями поверхностей, развернутых одна относительно другой на 90°, при том число граней N на каждой поверхности нечетно, центральные грани параллельны.The closest in technical essence to the proposed device is a device for creating uniform illumination of a rectangular area of given dimensions [3], containing an expanding telescopic system and a forming optical element, made in the form of two convex surfaces formed by flat rectangular edges, rotated one relative to the other by 90° , while the number of faces N on each surface is odd, the central faces are parallel.

К недостаткам этого устройства можно отнести:The disadvantages of this device include:

- формирование формы сечения лазерного излучения с равномерной интенсивностью только в виде фиксированного квадрата и только на фиксированной дальности. Это устройство не позволяет получать излучение с сечением прямоугольной формы с переменными размерами сечения и переменной дальностью;- formation of a cross-sectional shape of laser radiation with uniform intensity only in the form of a fixed square and only at a fixed range. This device does not allow receiving radiation with a rectangular cross-section with variable cross-sectional dimensions and variable range;

- существование ограничений на минимальные и максимальные размеры квадратного сечения с равномерной интенсивностью лазерного пучка, равные ширине грани формирующего оптического элемента, связанных с технологией его изготовления.- the existence of restrictions on the minimum and maximum dimensions of a square section with uniform laser beam intensity, equal to the width of the edge of the forming optical element, associated with its manufacturing technology.

Задачей изобретения является создание устройства формирования пучка лазерного излучения с сечением прямоугольной формы с переменными размерами и равномерным распределением интенсивности на заданных переменных дальностях.The objective of the invention is to create a device for forming a laser radiation beam with a rectangular cross-section with variable dimensions and uniform intensity distribution at given variable ranges.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве формирования пучка лазерного излучения с сечением прямоугольной формы и равномерным распределением интенсивности, содержащем излучатель, оптическую систему формирования излучения, два фокусирующих призменных растра с нечетным числом граней и скрещенных под углом 90°, за оптической системой формирования излучения устройство выполнено в виде двух цилиндрических систем, установленных друг за другом и скрещенных под углом 90° с единой совмещенной плоскостью изображений, в каждой цилиндрической системе установлен фокусирующий призменный растр, снабженный приводом продольного перемещения, за которым установлена система преобразования с регулируемыми фокусным расстоянием и оптическим увеличением, равным отношению заданных размеров сечения пучка лазерного излучения прямоугольной формы к ширине грани фокусирующего призменного растра, при этом ее передняя фокальная плоскость совмещена с задней фокальной плоскостью фокусирующего призменного растра, а фокусное расстояние равно отношению расстояния до плоскости изображения устройства к оптическому увеличению.The problem is solved by the fact that in the known device for forming a beam of laser radiation with a rectangular cross-section and a uniform intensity distribution, containing an emitter, an optical system for generating radiation, two focusing prism rasters with an odd number of edges and crossed at an angle of 90°, behind the optical system for generating radiation the device is made in the form of two cylindrical systems installed one after another and crossed at an angle of 90° with a single combined image plane; in each cylindrical system a focusing prism raster is installed, equipped with a longitudinal movement drive, behind which a conversion system with adjustable focal length and optical zoom is installed , equal to the ratio of the specified cross-sectional dimensions of a rectangular laser radiation beam to the width of the edge of the focusing prism raster, while its front focal plane is combined with the rear focal plane of the focusing prism raster, and the focal length is equal to the ratio of the distance to the image plane of the device to the optical magnification.

На рисунке показана принципиальная оптическая схема для реализации предложенного устройства, где: 1 - излучатель; 2 - оптическая система формирования излучения; 3(1), 3(2) - цилиндрическая система; 3.1(1), 3.1(2) - фокусирующий призменный растр; 3.2(1), 3.2(2) - привод продольного перемещения фокусирующего призменного растра; 3.3(1), 3.3(2) - система преобразования с регулируемым фокусным расстоянием; L - плоскость изображений.The figure shows a basic optical circuit for the implementation of the proposed device, where: 1 - emitter; 2 - optical system for generating radiation; 3(1), 3(2) - cylindrical system; 3.1(1), 3.1(2) - focusing prism raster; 3.2(1), 3.2(2) - drive for longitudinal movement of the focusing prism raster; 3.3(1), 3.3(2) - conversion system with adjustable focal length; L - image plane.

Излучатель 1 предназначен для создания лазерного излучения. Оптическая система формирования излучения 2 предназначена для формирования лазерного излучения. В качестве излучателя может быть излучатель с оптоволоконным выводом, а в качестве оптической системы формирования излучения - коллиматор. Коллиматор представляет собой двух- или трехлинзовую систему со стандартными сферическими поверхностями. При расположении торца сердцевины оптоволоконного вывода в фокальной плоскости коллиматора через него выходит пучок, сфокусированный на бесконечность.Emitter 1 is designed to create laser radiation. The optical radiation generation system 2 is designed to generate laser radiation. The emitter can be an emitter with a fiber optic output, and the optical system for generating radiation can be a collimator. The collimator is a two- or three-lens system with standard spherical surfaces. When the end of the fiber optic output core is located in the focal plane of the collimator, a beam focused to infinity emerges through it.

В качестве излучателя также может быть и любой импульсный или непрерывный лазерный излучатель с параллельным оптическим пучком на выходе из его резонатора. В качестве оптической системы формирования -расширяющая телескопическая система.The emitter can also be any pulsed or continuous laser emitter with a parallel optical beam at the exit from its resonator. The optical formation system is an expanding telescopic system.

Цилиндрические системы 3(1) и 3(2), установленные друг за другом и скрещенные под углом 90°, имеют единую совмещенную плоскость изображений на дальности L. Цилиндрическая система 3(1) содержит фокусирующий призменный растр 3.1(1), снабженный приводом продольного перемещения 3.2(1), и систему преобразования 3.3(1) с регулируемым фокусным расстоянием. Цилиндрическая система 3(2) аналогична по составу: фокусирующий призменный растр 3.1(2), снабженный приводом продольного перемещения 3.2(2), и система преобразования 3.3(2) с регулируемым фокусным расстоянием.Cylindrical systems 3(1) and 3(2), installed one behind the other and crossed at an angle of 90°, have a single combined image plane at a distance L. Cylindrical system 3(1) contains a focusing prism raster 3.1(1), equipped with a longitudinal drive movement 3.2(1), and conversion system 3.3(1) with adjustable focal length. The cylindrical system 3(2) is similar in composition: a focusing prism raster 3.1(2), equipped with a longitudinal movement drive 3.2(2), and a conversion system 3.3(2) with an adjustable focal length.

Цилиндрические системы 3(1) и 3(2) предназначены для преобразования круглого сечения лазерного пучка излучения в сечение прямоугольной формы с заданными размерами и равномерным распределением интенсивности в общей единой плоскости изображений.Cylindrical systems 3(1) and 3(2) are designed to convert a circular cross-section of a laser beam into a rectangular cross-section with specified dimensions and uniform intensity distribution in a common single image plane.

Фокусирующие призменные растры 3.1(1), 3.1(2) выполнены в виде двух выпуклых образованных равными плоскими прямоугольными гранями поверхностей, развернутых друг относительно друга на 90°, при этом число граней N на каждой поверхности нечетно, центральные грани параллельны. Привод продольного перемещения фокусирующего призменного растра 3.2(1) или 3.2(2) предназначен для изменения расстояния между призменным растром и системой преобразования 3.3(1) или соответственно 3.3(2).Focusing prism rasters 3.1(1), 3.1(2) are made in the form of two convex surfaces formed by equal flat rectangular faces, rotated 90° relative to each other, while the number of faces N on each surface is odd, the central faces are parallel. The drive for longitudinal movement of the focusing prism raster 3.2(1) or 3.2(2) is designed to change the distance between the prism raster and the conversion system 3.3(1) or 3.3(2), respectively.

Система преобразования 3.3(1), 3.3(2) с регулируемым фокусным расстоянием представляет собой цилиндрическую телескопическую систему. При изменении базы между его окуляром и объективом меняется эффективное фокусное расстояние телескопической системы.The 3.3(1), 3.3(2) variable focal length conversion system is a cylindrical telescopic system. By changing the base between its eyepiece and the lens, the effective focal length of the telescopic system changes.

Устройство формирования пучка лазерного излучения с сечением прямоугольной формы и равномерным распределением интенсивности работает следующим образом.A device for forming a laser beam with a rectangular cross-section and uniform intensity distribution operates as follows.

Торец сердцевины оптоволоконного вывода излучателя 1 располагают в фокальной плоскости оптической системы формирования излучения коллиматора 2.The end of the core of the fiber optic output of the emitter 1 is located in the focal plane of the optical system for generating radiation from the collimator 2.

При подаче управляющей команды на подачу электропитания излучателю 1 он начинает генерировать когерентные электромагнитные волны, передаваемые по оптоволоконному выводу, торец сердцевины которого является источником излучения, откуда выходит лазерный пучок.When a control command is given to supply power to the emitter 1, it begins to generate coherent electromagnetic waves transmitted through the fiber optic output, the end of the core of which is the radiation source from where the laser beam emerges.

Выходное лазерное излучение излучателя 1, исходящее из торца сердцевины оптоволоконного вывода, проходит сферические линзы коллиматора 2, формируя лазерное излучение с сечением круглой формы, и выходит сфокусированным на бесконечность при расположении торца сердцевины оптоволоконного вывода в фокальной плоскости коллиматора 2.The output laser radiation of the emitter 1, emanating from the end of the fiber optic output core, passes through the spherical lenses of the collimator 2, forming laser radiation with a circular cross section, and comes out focused to infinity when the end of the fiber optic output core is located in the focal plane of the collimator 2.

Преобразование круглого сечения лазерного излучения в сечение прямоугольной формы с заданными размерами осуществляется последовательно двумя цилиндрическими системами 3(1) и 3(2), установленными друг за другом и скрещенными под углом 90°.The transformation of a circular cross-section of laser radiation into a rectangular cross-section with given dimensions is carried out sequentially by two cylindrical systems 3(1) and 3(2), installed one after another and crossed at an angle of 90°.

Выходное излучение коллиматора 2 с сечением круглой формы поступает на фокусирующий призменный растр 3.1(1), размеры которого не меньше диаметра выходящего из коллиматора оптического пучка Dкол., и, проходя его, разбивается в вертикальной плоскости на число граней N оптических пучков, при этом все пучки имеют одинаковые, определяемые конструкцией фокусирующего призменного растра, сечения в вертикальной плоскости и все они фокусируются в его фокальной плоскости. При их статическом суммировании происходит усреднение интенсивности лазерного излучения по плоскости фокального пятна фокусирующего призменного растра 3.1(1), приводящее к существенному повышению равномерности распределения интенсивности света в фокальном пятне. Круглое сечение лазерного излучения в фокальной плоскости фокусирующего призменного растра преобразуется в вертикальной плоскости в виде полоски с шириной, равной ширине грани r фокусирующего призменного растра. Размер апертуры на выходе коллиматора Dкол. и число граней N связаны соотношением Dкол.=r×N.The output radiation of the collimator 2 with a circular cross section enters the focusing prism raster 3.1(1), the dimensions of which are not less than the diameter of the optical beam emerging from the collimator D no. , and, passing it, is divided in the vertical plane into the number of faces N of optical beams, while all beams have the same sections in the vertical plane, determined by the design of the focusing prism raster, and they are all focused in its focal plane. When they are statically summed, the laser radiation intensity is averaged over the plane of the focal spot of the focusing prism raster 3.1(1), leading to a significant increase in the uniformity of the light intensity distribution in the focal spot. The circular cross section of laser radiation in the focal plane of the focusing prism raster is transformed in the vertical plane in the form of a strip with a width equal to the width of the edge r of the focusing prism raster. Aperture size at the collimator output D no. and the number of faces N are related by the relation D count. =r×N.

Из заданных размеров сечения пучка лазерного излучения прямоугольной формы а×b на дальности L определяют оптическое увеличение системы преобразования каждой цилиндрической системы, равное отношению заданных размеров сечения пучка лазерного излучения прямоугольной формы к ширине грани фокусирующего призменного растра:From the given cross-sectional dimensions of a rectangular laser beam a×b at a distance L, the optical magnification of the conversion system of each cylindrical system is determined, equal to the ratio of the given cross-sectional dimensions of a rectangular laser beam to the width of the edge of the focusing prism raster:

Далее вычисляют фокусное расстояние системы преобразования каждой цилиндрической системы, равное отношению расстояния до плоскости изображения устройства к оптическому увеличению:Next, calculate the focal length of the conversion system of each cylindrical system, equal to the ratio of the distance to the image plane of the device to the optical magnification:

Выставляют расчетные фокусные расстояния систем преобразования 3.3(1) и 3.3(2) перемещением их объективов относительно окуляра.The calculated focal lengths of conversion systems 3.3(1) and 3.3(2) are set by moving their lenses relative to the eyepiece.

В каждой цилиндрической системе переднюю фокальную плоскость системы преобразования совмещают с задней фокальной плоскостью фокусирующего призменного растра, изменяя расстояние между ними с помощью его привода продольного перемещения.In each cylindrical system, the front focal plane of the conversion system is combined with the rear focal plane of the focusing prism raster, changing the distance between them using its longitudinal movement drive.

Система преобразования 3.3(1) цилиндрической системы 3(1) преобразует размер пятна в задней фокальной плоскости фокусирующего призменного растра 3.1(1), равный ширине его грани r, в размер а на дальности L, поскольку задняя фокальная плоскость фокусирующего призменного растра 3.1(1) совмещена с передней фокальной плоскостью системы преобразования 3.3(1). А система преобразования 3.3(2) цилиндрической системы 3(2) преобразует размер пятна в задней фокальной плоскости фокусирующего призменного растра 3.1(2), равный ширине его грани r, в размер b на дальности L.The conversion system 3.3(1) of the cylindrical system 3(1) converts the spot size in the rear focal plane of the focusing prism raster 3.1(1), equal to the width of its edge r, into size a at a distance L, since the rear focal plane of the focusing prism raster 3.1(1 ) is aligned with the front focal plane of the 3.3(1) conversion system. And the conversion system 3.3(2) of the cylindrical system 3(2) converts the spot size in the rear focal plane of the focusing prism raster 3.1(2), equal to the width of its face r, into size b at a distance L.

При этом задние фокальные плоскости систем преобразования 3.3(1) и 3.3(2) цилиндрических систем 3(1) и 3(2) лежат в единой совмещенной плоскости изображений устройства на дальности L, где и образуется пучок лазерного излучения с сечением прямоугольный формы с размерами a×b и равномерным распределением интенсивности.In this case, the rear focal planes of the conversion systems 3.3(1) and 3.3(2) of the cylindrical systems 3(1) and 3(2) lie in a single combined image plane of the device at a distance L, where a beam of laser radiation is formed with a rectangular cross section with dimensions a×b and uniform intensity distribution.

Меняя базу между окуляром и объективом телескопической системы, можно регулировать ее эффективное фокусное расстояние и таким образом изменять размеры сечения пучка лазерного излучения прямоугольной формы на дальности L. Также можно менять дальность и получать заданные размеры сечения пучка лазерного излучения прямоугольной формы на заданной дальности, изменяя фокусное расстояние телескопической системы.By changing the base between the eyepiece and the lens of the telescopic system, you can adjust its effective focal length and thus change the cross-sectional dimensions of a rectangular laser radiation beam at a distance L. You can also change the range and obtain the specified cross-sectional dimensions of a rectangular laser radiation beam at a given range by changing the focal length distance of the telescopic system.

В предложенном устройстве формирования пучка лазерного излучения с сечением прямоугольной формы и равномерным распределением интенсивности использование двух цилиндрических систем, установленных друг за другом и скрещенных под углом 90° с единой совмещенной плоскостью изображений, и с размещенными в каждой из них фокусирующего призменного растра с приводом продольного перемещения и системы преобразования с регулируемым фокусным расстоянием позволяет:The proposed device for forming a laser radiation beam with a rectangular cross-section and uniform intensity distribution uses two cylindrical systems installed one behind the other and crossed at an angle of 90° with a single combined image plane, and with a focusing prism raster placed in each of them with a drive for longitudinal movement and conversion systems with adjustable focal length allows:

- формировать пучок лазерного излучения с сечением прямоугольной формы с переменными размерами и равномерным распределением интенсивности на заданных переменных дальностях;- form a beam of laser radiation with a rectangular cross-section with variable dimensions and uniform intensity distribution at given variable ranges;

- при разработке лазерных комплексов эффективно доставлять лазерное излучение с равномерным распределением интенсивности по сечению на объекты с переменной дальностью;- when developing laser complexes, it is effective to deliver laser radiation with a uniform intensity distribution over the cross section to objects with a variable range;

- наиболее полно заполнять объем рабочей среды активного элемента твердотельного или жидкостного лазеров излучением накачки диодных источников накачки;- to most completely fill the volume of the working medium of the active element of solid-state or liquid lasers with pump radiation from diode pump sources;

- эффективно проводить исследования воздействия мощного оптического излучения на материалы;- effectively conduct research into the effects of powerful optical radiation on materials;

- с высокой технологичностью проводить лазерную поверхностную обработку материалов любых размеров на любой дальности.- carry out laser surface treatment of materials of any size at any distance with high technology.

Источники информации:Information sources:

1. Авторское свидетельство SU 1118948, МПК G02B 21/06; дата публикации: 15.10.1984.1. Copyright certificate SU 1118948, IPC G02B 21/06; publication date: 10/15/1984.

2. Патент RU 2004008, МПК: G02B 19/00, G03B 27/16; дата публикации: 30.11.1993.2. Patent RU 2004008, IPC: G02B 19/00, G03B 27/16; publication date: 11/30/1993.

3. Патент RU 2208822 С1, МПК: G02B 19/00; дата публикации: 20.07.2003 - прототип.3. Patent RU 2208822 C1, IPC: G02B 19/00; publication date: 07/20/2003 - prototype.

Claims (1)

Устройство формирования пучка лазерного излучения с сечением прямоугольной формы и равномерным распределением интенсивности, содержащее излучатель, оптическую систему формирования излучения, два фокусирующих призменных растра с нечетным числом граней и скрещенных под углом 90°, отличающееся тем, что за оптической системой формирования излучения устройство выполнено в виде двух цилиндрических систем, установленных друг за другом и скрещенных под углом 90° с единой совмещенной плоскостью изображений, в каждой цилиндрической системе установлен фокусирующий призменный растр, снабженный приводом продольного перемещения, за которым установлена система преобразования с регулируемыми фокусным расстоянием и оптическим увеличением, равным отношению заданных размеров сечения пучка лазерного излучения прямоугольной формы к ширине грани фокусирующего призменного растра, при этом ее передняя фокальная плоскость совмещена с задней фокальной плоскостью фокусирующего призменного растра, а фокусное расстояние равно отношению расстояния до плоскости изображения устройства к оптическому увеличению.A device for forming a beam of laser radiation with a rectangular cross-section and a uniform intensity distribution, containing an emitter, an optical system for generating radiation, two focusing prism rasters with an odd number of faces and crossed at an angle of 90°, characterized in that behind the optical system for generating radiation the device is made in the form two cylindrical systems installed one after another and crossed at an angle of 90° with a single combined image plane; in each cylindrical system a focusing prism raster is installed, equipped with a longitudinal movement drive, behind which there is a conversion system with adjustable focal length and optical magnification equal to the ratio of the given ones the cross-sectional dimensions of a rectangular laser radiation beam to the width of the edge of the focusing prism raster, with its front focal plane aligned with the rear focal plane of the focusing prism raster, and the focal length is equal to the ratio of the distance to the image plane of the device to the optical magnification.
RU2023121655A 2023-08-18 Device for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution RU2811392C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2811392C1 true RU2811392C1 (en) 2024-01-11

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004008C1 (en) * 1990-10-18 1993-11-30 Санкт-Петербургский институт кино и телевидени Device for forming optical beam
US5317450A (en) * 1991-12-17 1994-05-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus
RU2149435C1 (en) * 1998-06-01 2000-05-20 Конструкторское бюро приборостроения Optical system for correction of shape of rectangular laser beam
RU2208822C1 (en) * 2001-11-02 2003-07-20 Государственное Унитарное Дочернее Предприятие Государственного Предприятия "Нпо Астрофизика" Особое Конструкторское Бюро "Солнечная И Точная Оптика" Device forming uniform illumination intensity of rectangular site of specified dimensions ( homogenizer )
RU2477914C2 (en) * 2011-03-24 2013-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Laser radiation modulator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004008C1 (en) * 1990-10-18 1993-11-30 Санкт-Петербургский институт кино и телевидени Device for forming optical beam
US5317450A (en) * 1991-12-17 1994-05-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus
RU2149435C1 (en) * 1998-06-01 2000-05-20 Конструкторское бюро приборостроения Optical system for correction of shape of rectangular laser beam
RU2208822C1 (en) * 2001-11-02 2003-07-20 Государственное Унитарное Дочернее Предприятие Государственного Предприятия "Нпо Астрофизика" Особое Конструкторское Бюро "Солнечная И Точная Оптика" Device forming uniform illumination intensity of rectangular site of specified dimensions ( homogenizer )
RU2477914C2 (en) * 2011-03-24 2013-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Laser radiation modulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4996029B2 (en) Waveguide display
US5631721A (en) Hybrid illumination system for use in photolithography
US7210820B2 (en) Methods and apparatuses for homogenizing light
Zimmermann et al. Microlens laser beam homogenizer: from theory to application
US8270084B2 (en) Device for beam shaping
JP3338028B2 (en) Illumination design for scanning microlithography systems
US9766442B2 (en) Confocal scanner and confocal microscope
KR101029926B1 (en) Duplication type doe homogenizer optical system
JP2006065348A (en) Method for shaping irradiance profile using optical element having positive and negative optical power
EP0476931A2 (en) Phase shift device and laser apparatus utilizing the same
JP2011048361A (en) Diffractive laser beam homogenizer including photosensitive material and method for fabricating the same
WO2017187609A1 (en) Parallel light generation device
CN109283805A (en) Laser direct-writing device based on Darman raster
RU2811392C1 (en) Device for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution
CN109343162A (en) Laser direct-writing device and its laser direct writing method based on super lens
RU2811390C1 (en) Method for forming laser beam with rectangular cross-section and uniform intensity distribution
JP2022523598A (en) A device for forming a homogeneous intensity distribution with bright or dark edges
JPH0744141B2 (en) Lighting optics
TWI485431B (en) Apparatus for homogenizing coherent radiation
TW202043849A (en) Device for generating a linear intensity distribution in a working plane
RU2208822C1 (en) Device forming uniform illumination intensity of rectangular site of specified dimensions ( homogenizer )
RU2814149C1 (en) Method for generating and focusing laser radiation of emitter with fibre-optical output to remote object
KR101845292B1 (en) Laser beam shaping device
RU20180U1 (en) DEVICE FOR FORMING AN OPTICAL BEAM
Wippermann et al. Fly’s eye condenser based on chirped microlens arrays