Լազերային մշակման օպտիկական համակարգի լուծում

Լազերային մշակման օպտիկական համակարգի լուծում
Որոշումըլազերային մշակումՕպտիկական համակարգի լուծումը կախված է կոնկրետ կիրառման սցենարից: Տարբեր սցենարներ հանգեցնում են օպտիկական համակարգի տարբեր լուծումների: Հատուկ կիրառությունների համար անհրաժեշտ է հատուկ վերլուծություն: Օպտիկական համակարգը ներկայացված է նկար 1-ում:

Մտածողության ուղին հետևյալն է՝ կոնկրետ գործընթացային նպատակներլազերբնութագրեր – օպտիկական համակարգի սխեմայի նախագծում – վերջնական նպատակի իրականացում: Ստորև ներկայացված են կիրառման մի քանի տարբեր ոլորտներ՝
1. Ճշգրիտ միկրոմշակման դաշտ (նշում, փորագրություն, հորատում, ճշգրիտ կտրում և այլն): Ճշգրիտ միկրոմշակման ոլորտում տարածված տիպիկ գործընթացներն են մետաղների, կերամիկայի և ապակու նման նյութերի միկրոմետրիկ մշակումը, ինչպիսիք են բջջային հեռախոսների, բժշկական ստենտների, գազային վառելիքի ներարկման ծորակների միկրոանցքերի նշումը և այլն: Մշակման գործընթացի հիմնական պահանջն է. նախ, այն պետք է համապատասխանի չափազանց փոքր ֆոկուսային լուսային բծերի, չափազանց բարձր էներգիայի խտության և ամենափոքր ջերմային ազդեցության գոտու և այլնի: Վերոնշյալ կիրառությունների և պահանջների համար, ընտրությունը և նախագծումըլազերային լույսի աղբյուրներև այլ բաղադրիչներ են իրականացվում։
ա. Լազերի ընտրություն. նախընտրելի ուլտրամանուշակագույն/կանաչ պինդ լազերը (նանովայրկյան) կամ գերարագ լազերը (պիկոսայրկյան, ֆեմտովայրկյան) հիմնականում պայմանավորված է երկու պատճառով։ Մեկն այն է, որ ալիքի երկարությունը համեմատական ​​է կիզակետված լույսի կետին, և սովորաբար ընտրվում է կարճ ալիքի երկարություն։ Երկրորդը՝ պիկոսայրկյան/ֆեմտովայրկյան իմպուլսներն ունեն «սառը մշակման» բնութագիր, և էներգիան ավարտվում է ջերմային դիֆուզիայից առաջ՝ հասնելով սառը մշակման։ Սովորաբար ընտրվում է տարածական լույսի ելք ունեցող լազերային լույսի աղբյուր, որի ճառագայթի որակի գործակիցը M2-ը սովորաբար փոքր է 1.1-ից, որն ունի գերազանց ճառագայթի որակ։
բ. Ճառագայթի ընդարձակման համակարգը և կոլիմատացիոն համակարգը սովորաբար օգտագործում են փոփոխական մեծացման ճառագայթի ընդարձակման ոսպնյակներ (2X – 5X)՝ փորձելով որքան հնարավոր է մեծացնել ճառագայթի տրամագիծը: Ճառագայթի տրամագիծը հակադարձ համեմատական ​​է ֆոկուսացված լույսի կետին, և սովորաբար օգտագործվում է Գալիլեյան ճառագայթի ընդարձակման ճարտարապետությունը:
գ. Ֆոկուսավորման համակարգը սովորաբար օգտագործում է բարձր արդյունավետության F-Թետա ոսպնյակներ (սկանավորման համար) կամ հեռակենտրոն ֆոկուսավորման ոսպնյակներ: Ֆոկուսային հեռավորությունը համեմատական ​​է ֆոկուսացված լույսի կետին, և սովորաբար օգտագործվում են կարճ ֆոկուսային դաշտի ոսպնյակներ (օրինակ՝ f = 50 մմ, 100 մմ): Ինչպես ցույց է տրված նկար 1-ում. Սովորաբար, դաշտային ոսպնյակն օգտագործում է բազմատարր ոսպնյակների խումբ (ոսպնյակների քանակը՝ ≥ 3), որը կարող է ապահովել մեծ տեսադաշտ, մեծ ապերտուրա և ցածր աբերացիայի ցուցանիշներ: Այստեղ օպտիկական ոսպնյակները բոլորը պետք է հաշվի առնեն լազերի վնասման շեմը:
դ. Կոաքսիալ մոնիթորինգի օպտիկական համակարգ. Օպտիկական համակարգում սովորաբար ինտեգրվում է կոաքսիալ տեսողության (CMOS) համակարգ՝ ճշգրիտ դիրքորոշման և մշակման գործընթացի իրական ժամանակում մոնիթորինգի համար։
2. Մակրոմատերիալների մշակում Մակրոմատերիալների մշակման բնորոշ կիրառման սցենարները ներառում են ավտոմոբիլային թերթիկների կտրում, նավի կորպուսի պողպատե թիթեղների եռակցում և մարտկոցի պատյանների եռակցում: Այս գործընթացները պահանջում են բարձր հզորություն, բարձր թափանցելիություն, բարձր արդյունավետություն և մշակման կայունություն:
3. Լազերային հավելանյութերի արտադրությունը (3D տպագրություն) և ծածկույթների կիրառումը։ Լազերային հավելանյութերի արտադրությունը (3D տպագրություն) և ծածկույթների կիրառությունները սովորաբար ներառում են հետևյալ բնորոշ գործընթացները՝ աէրոտիեզերական համալիրի մետաղական տպագրություն, շարժիչի շեղբերի նորոգում և այլն։
Հիմնական բաղադրիչների ընտրությունը հետևյալն է.
ա. Լազերային ընտրություն. Ընդհանուր առմամբ,բարձր հզորության մանրաթելային լազերներընտրվում են, որոնց հզորությունը սովորաբար գերազանցում է 500 Վտ-ը։
բ. Ճառագայթի ձևավորում. Այս օպտիկական համակարգը պետք է արձակի հարթ վերևով լույս, ուստի ճառագայթի ձևավորումը հիմնական տեխնոլոգիան է, և այն կարելի է հասնել դիֆրակցիոն օպտիկական տարրերի միջոցով։
գ. Ֆոկուսավորման համակարգ. Հայելիները և դինամիկ ֆոկուսավորումը 3D տպագրության ոլորտի հիմնական պահանջներն են: Միևնույն ժամանակ, սկանավորող օբյեկտիվը պետք է օգտագործի օբյեկտի կողմի հեռակենտրոն դիզայն՝ եզրերի և կենտրոնի մշակման հետևողականությունն ապահովելու համար: