SK7517Y1 - Optical laser system designed for electronic control of the divergence of the laser beam - Google Patents
Optical laser system designed for electronic control of the divergence of the laser beam Download PDFInfo
- Publication number
- SK7517Y1 SK7517Y1 SK50135-2014U SK501352014U SK7517Y1 SK 7517 Y1 SK7517 Y1 SK 7517Y1 SK 501352014 U SK501352014 U SK 501352014U SK 7517 Y1 SK7517 Y1 SK 7517Y1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- optical system
- laser
- laser beam
- divergence
- lens
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
Technické riešenie sa týka optickej sústavy na ovládanie rozbiehavosti laserového zväzku pomocou elektronicky ovládateľnej šošovky.The invention relates to an optical system for controlling the divergence of a laser beam by means of an electronically controllable lens.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V súčasnosti sa elektronické šošovky používajú najmä v aplikáciách zameraných na zachovanie predmetu alebo scény v ohnisku optickej sústavy, v ktorej je elektronická šošovka použitá, kým sa predmet alebo optická sústava pohybuje.At present, electronic lenses are mainly used in applications aimed at preserving an object or scene in the focus of the optical system in which the electronic lens is used while the object or optical system is moving.
Aktívne okamžité prispôsobovanie rozbiehavosti laserových zväzkov v laserových šou prakticky neexistuje. Rozbiehavosť, a teda aj priemer laserových zväzkov bola doteraz počas laserových šou nemenná. Bezpečnosť je pri laserových šou zabezpečovaná len mechanickými prekážkami a prispôsobovaním výkonu laserov.Active immediate adaptation of the divergence of the laser beams in the laser shows practically does not exist. The divergence and hence the diameter of the laser beams has so far remained constant during the laser show. The safety of laser shows is ensured only by mechanical obstacles and by adjusting the laser power.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Tieto nevýhody odstraňuje optická sústava podľa technického riešenia, ktorej podstata spočíva v tom, že do dráhy laserového zväzku je umiestnená najmenej jedna elektronická šošovka s preladiteľnou optickou mohutnosťou φ v rozsahu od -100 do 100 dpt, kde dpt = m'1 predstavuje jednotku dioptrií. Optická mohutnosť elektronických šošoviek je ovládateľná počítačom. Pri zmene optickej mohutnosti elektronickej šošovky dochádza k zmene rozbiehavosti zväzku, čo vedie k zmene priemeru zväzku na danej dopadovej ploche.These disadvantages are overcome by the optical system according to the invention, which is based on the fact that at least one electronic lens with tunable optical power φ in the range from -100 to 100 dpt is placed in the laser beam path, where dpt = m -1 represents the dioptres unit. The optical power of electronic lenses is computer controllable. When changing the optical power of the electronic lens, the divergence of the beam changes, resulting in a change in the diameter of the beam on a given impact surface.
Optická sústava môže okrem elektronickej šošovky s preladiteľnou optickou mohutnosťou obsahovať najmenej jednu štandardnú šošovku s optickou mohutnosťou v rozsahu od -16 do 3 dpt.The optical system may comprise at least one standard optical power lens in the range of -16 to 3 dpt, in addition to an electronic tunable optical power lens.
Optickú sústavu podľa technického riešenia možno použiť na vytvorenie efektu aktívne ovládateľnej rozbiehavosti laserového zväzku v laserovej šou, reklame, pri laserovom zváraní. Na vykresľovanie obrazcov s variabilnou šírkou čiary pri laserovej šou ide o nový unikátny efekt s možnosť prispôsobenia rozbiehavosti laserového zväzku danému priestoru s ohľadom na vzdialenosť jeho dopadových plôch od lasera.The optical system according to the invention can be used to create the effect of actively controllable divergence of the laser beam in the laser show, advertising, during laser welding. This is a new unique effect for rendering the variable line width images with the laser show, with the ability to adjust the divergence of the laser beam to a given space with respect to the distance of its impact surfaces from the laser.
Optickú sústavu možno použiť na aktívne zvýšenie bezpečnosti v laserovej šou pri zachovaní svetelného výkonu pomocou zväčšovania priemeru laserových zväzkov premietaných do blízkosti osôb.The optical system can be used to actively increase safety in the laser show while maintaining light output by increasing the diameter of laser beams projected close to people.
Laserové zväzky, ktoré sa premietajú do blízkosti osôb, sú tým bezpečnejšie, čím majú menšiu intenzitu. Pri danom výkone lasera sa intenzita zväzku na danej dopadovej ploche zmenšuje so zväčšujúcim sa priemerom zväzku. Úpravou priemeru laserového zväzku pomocou elektronickej šošovky s preladiteľnou optickou mohutnosťou sa teda dajú prispôsobiť laserové efekty, ktoré sa premietajú do blízkosti osôb tak, aby sa zvýšila bezpečnosť osôb bez znižovania výkonu daného lasera.Laser beams that project close to people are safer the less they are. At a given laser power, the intensity of the beam on a given impact surface decreases as the beam diameter increases. By adjusting the diameter of the laser beam by means of an electronic lens with a tunable optical power, the laser effects that project close to the person can be adjusted to increase the safety of persons without compromising the power of the laser.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Na obrázku 1 a 2 je zobrazená optická sústava obsahujúca postupne bežnú šošovku j_, šošovku 2 s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou a bežnú šošovku 3.Figures 1 and 2 show an optical system comprising a sequentially conventional lens 1, a lens 2 with an electronically controllable optical power, and a conventional lens 3.
Na obrázku 1 je znázornený stav, keď sa na výstupe z optickej sústavy zachováva vstupná rozbiehavosť prechádzajúceho zväzku Θ = 0°.Figure 1 shows the state where the output divergence of the passing beam Θ = 0 ° is maintained at the output of the optical system.
Na obrázku 2 je znázornený stav, keď optická sústava mení rozbiehavosť zväzku z Θ = 0° na vstupe na Θ = 8,4° na výstupe.Figure 2 shows the state when the optical system changes the divergence of the beam from Θ = 0 ° at the input to Θ = 8.4 ° at the output.
Na obrázkoch 3 a 4 je zobrazený optická sústava obsahujúca postupne dve šošovky 4 s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou (označené ako 4a, 4b).Figures 3 and 4 show an optical system comprising successively two lenses 4 with electronically controllable optical power (denoted as 4a, 4b).
Na obrázku 3 je znázornený stav, keď sa na výstupe z optickej sústavy zachováva vstupná rozbiehavosť prechádzajúceho zväzku Θ = 0°.Figure 3 shows the state where the output divergence of the passing beam Θ = 0 ° is maintained at the output of the optical system.
Na obrázku 4 je znázornený stav, keď optická sústava mení rozbiehavosť zväzku z Θ = 0° na vstupe na Θ = 12,18° na výstupe.Figure 4 shows the state when the optical system changes beam divergence from Θ = 0 ° at the inlet to Θ = 12.18 ° at the outlet.
Na obrázkoch 5 a 6 je zobrazená optická sústava obsahujúca jednu šošovku 5 s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou.Figures 5 and 6 show an optical system comprising one lens 5 with an electronically controllable optical power.
Na obrázku 5 je znázornený stav, keď optická sústava mení rozbiehavosť zväzku z Θ = 0° na vstupe na Θ = 5,73° na výstupe.Figure 5 shows the state when the optical system changes beam divergence from Θ = 0 ° at the inlet to Θ = 5.73 ° at the outlet.
Na obrázku 6 je znázornený stav, keď optická sústava mení rovnobežný zväzok na vstupe na zbiehavý Θ = 0,57° na výstupe.Figure 6 shows the state when the optical system changes the parallel beam at the inlet to a convergent Θ = 0.57 ° at the outlet.
SK 7517 Υ1SK 7517 Υ1
Príklady uskutočneniaEXAMPLES
Predložené technické riešenie je podrobnejšie opísané a vysvetlené pomocou príkladov uskutočnenia. Vo všetkých príkladoch bol použitý na vstupe do optickej sústavy laserový zväzok s priemerom 10 mm.The present invention is described and explained in more detail by way of examples. In all examples, a 10 mm diameter laser beam was used to enter the optical system.
Príklad 1Example 1
Optická sústava znázornená na obrázku 1 obsahuje bežnú šošovku j_ s optickou mohutnosťou φ = 2 dpt, šošovku 2 s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou v rozsahu φ od -1 do -5 dpt a bežnú šošovku 3 s optickou mohutnosťou φ = -14,28 dpt. Vzdialenosť medzi šošovkami j_ a 2 je 200 mm a vzdialenosť medzi šošovkami 2 a 3 je 358,6 mm. Tenká plná čiara znázorňuje prechod svetelných lúčov optickou sústavou v stave, keď šošovka 2 má optickú mohutnosť φ = -1 dpt. V tomto stave sa na výstupe z optickej sústavy zachováva vstupná rozbiehavosť prechádzajúceho zväzku Θ = 0°.The optical system shown in Figure 1 comprises a conventional lens 1 having an optical power φ = 2 dpt, a lens 2 having an electronically controllable optical power in the range of φ from -1 to -5 dpt and a conventional lens 3 having an optical power φ = -14.28 dpt. The distance between the lenses 1 and 2 is 200 mm and the distance between the lenses 2 and 3 is 358.6 mm. The thin solid line illustrates the passage of light rays through the optical system when the lens 2 has an optical power φ = -1 dpt. In this state the output divergence of the passing beam äz = 0 ° is maintained at the output of the optical system.
Príklad 2Example 2
Optická sústava znázornená na obrázku 2 obsahuje bežnú šošovku i s optickou mohutnosťou φ = 2 dpt, šošovku s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou 2 v rozsahu φ od -1 do -5 dpt a bežnú šošovku 3 s optickou mohutnosťou φ = -14,28 dpt. Vzdialenosť medzi šošovkami J_ a 2 je 200 mm a vzdialenosť medzi šošovkami 2 a 3 je 358,6 mm. Tenká plná čiara znázorňuje prechod svetelných lúčov optickou sústavou v stave, keď šošovka 2 má optickú mohutnosť φ = -5 dpt. V tomto stave optická sústava mení rozbiehavosť zväzku z Θ = 0° na vstupe na Θ = 8,4° na výstupe.The optical system shown in Figure 2 comprises a conventional lens 1 with an optical power φ = 2 dpt, a lens with an electronically controllable optical power 2 in the range of φ from -1 to -5 dpt, and a conventional lens 3 with an optical power φ = -14.28 dpt. The distance between the lenses 1 and 2 is 200 mm and the distance between the lenses 2 and 3 is 358.6 mm. The thin solid line shows the light beams passing through the optical system when the lens 2 has an optical power φ = -5 dpt. In this state, the optical system changes the divergence of the beam from Θ = 0 ° at the input to Θ = 8.4 ° at the output.
Príklad 3Example 3
Optická sústava znázornená na obrázku 3 obsahuje dve šošovky 4a, 4b s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou v rozsahu φ od 20 do 100 dpt. Vzdialenosť medzi šošovkami 4a, 4b je 20 mm. Tenká plná čiara znázorňuje prechod svetelných lúčov optickou sústavou v stave, keď šošovky majú optickú mohutnosť φ = 100 dpt. V tomto stave sa na výstupe z optickej sústavy zachováva vstupná rozbiehavosť prechádzajúceho zväzku Θ = 0°.The optical system shown in Figure 3 comprises two lenses 4a, 4b with an electronically controllable optical power in the range φ from 20 to 100 dpt. The distance between the lenses 4a, 4b is 20 mm. The thin solid line shows the light beams passing through the optical system when the lenses have an optical power φ = 100 dpt. In this state the output divergence of the passing beam äz = 0 ° is maintained at the output of the optical system.
Príklad 4Example 4
Optická sústava znázornená na obrázku 4 obsahuje dve šošovky 4a, 4b s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou v rozsahu φ od 20 do 100 dpt. Vzdialenosť medzi šošovkami 4a, 4b je 20 mm. Tenká plná čiara znázorňuje prechod svetelných lúčov optickou sústavou v stave, keď šošovky majú optickú mohutnosť φ = 20 dpt. V tomto stave optická sústava mení nerozbiehavý zväzok na vstupe na zbiehavý Θ = 18,18° na výstupe.The optical system shown in Figure 4 comprises two lenses 4a, 4b with an electronically controllable optical power in the range of φ from 20 to 100 dpt. The distance between the lenses 4a, 4b is 20 mm. The thin solid line shows the light beams passing through the optical system when the lenses have an optical power φ = 20 dpt. In this state, the optical system changes the non-diverging beam at the inlet to the convergent Θ = 18.18 ° at the outlet.
Príklad 5Example 5
Optická sústava znázornená na obrázku 5 obsahuje jednu šošovku 5 s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou v rozsahu φ od -100 do 1 dpt. Tenká plná čiara znázorňuje prechod svetelných lúčov optickou sústavou v stave, keď šošovka má optickú mohutnosť φ = -100 dpt. V tomto stave optická sústava mení rozbiehavosť zväzku z Θ = 0° na vstupe na Θ = 53,13° na výstupe.The optical system shown in Figure 5 comprises one lens 5 with an electronically controllable optical power in the range of φ from -100 to 1 dpt. The thin solid line shows the light beams passing through the optical system when the lens has an optical power φ = -100 dpt. In this state, the optical system changes the divergence of the beam from Θ = 0 ° at the input to Θ = 53.13 ° at the output.
Príklad 6Example 6
Optická sústava znázornená na obrázku 5 obsahuje jednu šošovku 5 s elektronicky ovládateľnou optickou mohutnosťou v rozsahu φ od -100 do 1 dpt. Tenká plná čiara znázorňuje prechod svetelných lúčov optickou sústavou v stave, keď šošovka má optickú mohutnosť φ = 1 dpt. V tomto stave optická sústava mení rovnobežný zväzok na vstupe na zbiehavý zväzok Θ = 0,57° na výstupe.The optical system shown in Figure 5 comprises one lens 5 with an electronically controllable optical power in the range of φ from -100 to 1 dpt. The thin solid line shows the light beams passing through the optical system when the lens has an optical power φ = 1 dpt. In this state, the optical system converts the parallel input beam to a converging beam Θ = 0.57 ° at the output.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Optickú sústavu lasera určená na elektronické ovládanie rozbiehavosti laserového zväzku podľa technického riešenia je možné použiť na nastavovanie rozbiehavosti laserového zväzku v laserovej šou, na prispôsobenie priemeru laserového zväzku vzdialenosti dopadových plôch od lasera a na prispôsobenie laserového zväzku blízkosti osôb. Hlavné využitie nájde uvedený spôsob v reklame, laserovej šou, ale tiež pri laserovom zváraní.The optical laser system for electronically controlling the divergence of the laser beam according to the invention can be used to adjust the divergence of the laser beam in the laser show, to adjust the laser beam diameter to the distance of the impact surfaces from the laser, and to adjust the laser beam to close persons. The main application can be found in advertising, laser show, but also in laser welding.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK50135-2014U SK7517Y1 (en) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | Optical laser system designed for electronic control of the divergence of the laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK50135-2014U SK7517Y1 (en) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | Optical laser system designed for electronic control of the divergence of the laser beam |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK501352014U1 SK501352014U1 (en) | 2016-03-01 |
SK7517Y1 true SK7517Y1 (en) | 2016-08-01 |
Family
ID=55362104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK50135-2014U SK7517Y1 (en) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | Optical laser system designed for electronic control of the divergence of the laser beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK7517Y1 (en) |
-
2014
- 2014-11-03 SK SK50135-2014U patent/SK7517Y1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK501352014U1 (en) | 2016-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107771299B (en) | Optical element arrangement for changing beam parameter product in laser delivery system | |
JP2018010311A5 (en) | ||
WO2015168218A3 (en) | Light control systems and methods | |
ATE331235T1 (en) | OPTICAL SYSTEM WITH ELECTRONIC SPOT SIZE CONTROL AND FOCUSING CONTROL | |
JP2017530867A5 (en) | ||
JP6373421B2 (en) | Arrangement structure of optical elements for focusing a nearly collimated beam | |
JP2017536564A5 (en) | ||
WO2010036669A3 (en) | Post-lens steering of a laser beam for micro-machining applications | |
KR20130096154A (en) | Optical system for laser optical rectification and wave front control | |
WO2013093459A3 (en) | Chormatic confocal metrological apparatus | |
JP2016528048A5 (en) | ||
WO2017062076A3 (en) | Self-seeding high power laser | |
EP3588944A3 (en) | Laser projector | |
CN110753596A (en) | Device and method for laser-based separation of transparent and fragile workpieces | |
GB201103814D0 (en) | Laser fabrication system and method | |
CN107643596B (en) | Binary zone plate type diffraction axicon lens system and long focal depth imaging method thereof | |
US9036262B2 (en) | Beam shaping and control apparatus | |
Laskin | Achromatic refractive beam shaping optics for broad spectrum laser applications | |
SK7517Y1 (en) | Optical laser system designed for electronic control of the divergence of the laser beam | |
JP2017205806A5 (en) | Laser processing equipment | |
WO2011032129A8 (en) | Multiple laser beam focusing head | |
WO2016150612A3 (en) | Radiation beam expander | |
CN105301781A (en) | Optical system capable of eliminating zero pole and optical field divergence angle regulation method thereof | |
WO2016012794A3 (en) | Spectrometer | |
RU2664787C2 (en) | Variable fiber optical focusing device |