SU1563927A1 - Способ контрол площади п тна фокусировки импульсно-периодического излучени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к лазерной обработке материалов, в частности к способам поддержани  заданного размера лазерного п тна на обрабатываемой поверхности. Цель изобретени  - повышение качества и надежности контрол  фокусировки путем измерени  площади п тна фокусировки и повышени  устойчивости способа контрол  к смещению оси диаграммы направленности лазера относительно оптической оси системы или относительно фотоприемника. Способ контрол  площади п тна фокусировки импульсно-периодического излучени  включает построение оптического изображени  в отраженном от обрабатываемой поверхности свете. Изображение фокального п тна стро т на фотоприемнике, представл ющем собой фоточувствительную структуру прозрачный провод щий электрод-диэлектрик-полупроводник. При этом площадь фоточувствительной площадки структуры должна быть больше площади изображени  п тна фокусировки. Структура работает при слабом или среднем обеднении приповерхностной области полупроводника основными носител ми зар да в режиме фотоЭДС, фототока или промежуточном между ними. При этом уменьшаетс  амплитуда сигнала фотоотклика структуры с уменьшением площади п тна фокусировки. Таким образом, измер   амплитуду фотоотклика, определ ют площадь п тна фокусировки. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к лазерной обработке материалов, в частности к способам поддержани  заданного размера лазерного, п тна на обрабатываемой поверхности.

Цель изобретени  - повышение качества и надежности контрол  фокусировки путем измерени  площади п тна фокусировки и повышени  устойчивости способа контрол  к смещению оси диаграммы направленности лазера относительно оптической оси системы или относительно фотоприемника.

На фиг.1 изображена схема осуществлени  способа контрол  площади п тна .фокусировки импульсно-периодического излучени ; на фиг.2 -.зависимости амплитуды сигнала фотоотклика с фотоприемника от диаметра п тна

ND, ч

фокусируемого импульсно-периодическо- го излучени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что Е способе контрол  площади п тна фокусировки импульсно-периодического излучени , включающем построение оптического изображени  в отраженном от обрабатываемой поверхности свете, изображение фокального п тна стро т на фотоприемнике, представл ющем собой фоточувствительную структуру: прозрачный провод щий электрод-диэлектрик-полупроводник Au-SiO -Si с полупрозрачным слоем Аи. При этом площадь фоточувствительной площадки структуры должна быть больше площади изображени  п тна фокусировки, структура работает при слабом или среднем обеднении приповерхностной области полупроводника основными носител ми зар да в режиме фотоЭДС, фототока или промежуточном между ними. При этом наблюдаетс  уменьшение амплитуды сигнала фотоотклика структуры с уменыпе- нием, площади п тна фокусировки. Таким образом, измер   амплитуду фотоотклика , можно определить площадь п тна фокусировки.

Излучение лазера, фокусируемое на обрабатываемую поверхность 1 объективом 2, частично отражаетс  обратно , направл етс  светоделителем 3 в сторону объектива 4, который строит в требуемом масштабе изображение фокального п тна на фотоприемнике 5 (фиг.1). Режим работы фотоприемника задаетс  напр жением смещени  с помощью источника напр жени  смещени  6 и сопротивлением нагрузки 7. Напр жение фотоотклика усиливаетс  селективным усилителем 8 на частоте повторени  лазерных импульсов. Полученный информационный сигнал 9 используют дл  управлени  фокусировкой.

На фиг.2 приведены зависимости амплитуды Um сигнала фотоотклика от диаметра п тна фокусировки d0 дл  структуры Au-SiO -Si, окисленной термически в сухом Огс отжигом до и после окислени  & сухом N. Толщина окисла ,1 мкм. Полупрозрачный золотой электрод напылен термически, площадь электрода 0,39 см , Напр же

ние плоских зон дл  структуры составл ет 0,3 В. Крива  I соответствует случаю слабого обеднени  приповерхностной области Si основными носите л ми зар да (напр жение смещени 

о

5

0

5

0,85 В), крива  II - дл  случа  среднего обеднени  (напр жение смещени  1,1 В). Измерени  проводились в режиме фотоЭДС. В режиме фототока или промежуточном характер зависимости U(cL) не измен етс .

Гп О

Причина уменьшени  сигнала U,n при фокусировке излучени  заключаетс  в нелинейности фотоотклика (нелинейной зависимости сигнала фотоотклика от интенсивности излучени ), св занной с возникновением нелинейной рекомбинации при локальном фотовозбуждении. Использование предлагаемого способа контрол  площади п тна фокусировки импульсно-периодического излучени  позвол ет, по сравнению с известными, повысить качество и надежность контрол  фокусировки импульсно-периодического излучени  путем измерени  площади п тна фокусировки и повышени  устойчивости способа контрол  к смещению оси диаграммы направленности лазера относительно оптической оси системы или относительно фотоприемника.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ контрол  площади п тна фокусировки импульсно-периодического излучени , включающий построение оптического изображени  в отраженном от обрабатываемой поверхности излучени  на фоточувствительной площадке фотоприемника и измерение сигнала фотоотклика с фоточувствительной структуры фотоприемника, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества и надежности контрол  путем измерени  размера п тна фокусировки и повышени  устойчивости к смещению оси диаграммы направленности лазера относительно оптической оси системы, регистрацию площади изображени  п тна фокусировки осуществл ют фоточувствительной структурой: прозрачный провод щий электрод - диэлектрик - полупроводник AurSi.02.-Si с полупрозрачным слоем Аи и с площадью фоточувс- твительной площадки, большей площади изображени  п тна, работающей при слабом или среднем обеднении приповерхностной области полупроводника основными носител ми зар да в режимах фотоЭДС, фототока или промежуточных между ними, при этом определение площади п тна фокусировки осуществл ют по измерению амплитуды сигнала фотоотклика с фоточувствительной структуры фотоприемника.

   J/l

   0,8

   6,6

   ОЛ

   II

   0,2

   Фае. 1