Устройство диафрагмирования лазерного излучения

 

1. УСТРОЙСТВО ДИАФРАГМИРОВАНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, выполненное в виде экрана с отверстием, отличающееся тем, что, с целью увеличения плотности мощности диафрагмируемого излучения,экран выполнен из материала, прозрачного для этого излучения, и содержит поверхность , нормаль к которой в каждой точке составляет с осью отверстия угол полного внутривенного отражения . 2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью формирования многоугольного сечения диафрагмируемого излучения, экран выполнен в виде набора примыкающих одна к другой призм полного внутреннего отражения. 3.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью i формирования круглого сечения диафрагмируемого излучения, поверхность т полного внутреннего отражения выполнена конической. с со ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОИИНЛ

РЕСПУБЛИК, SU„„1094015

3 у С 02 В 27/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01НРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСИОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« ,„«« (21) 3593711/18-10 (22) 17.05.83 (46) 23.05.84. Бюл. У 19 (72) В.А. Колосов, Е,А. Николаев, В.И. Топоров и Е.Б. Шелемин (53) 535.315(088.8) (56) 1. Васильев А.А. Теневые методы. Й., "Наука", 1968, с. 15-19.

2. Справочник конструктора оптикомеханических приборов. Под ред.

М.Я. Кругера и В.А. Панова. Л., "Машиностроение", 1968, с. 375-385 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДИАФРАГМИРОВАНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, выполненное в виде экрана с отверстием, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения плотности мощности диафрагмируемого излучения экран выполнен из материала, прозрачного для этого излучения, и содержит поверхность, нормаль к которой в каждой точке составляет с осью отверстия угол полного внутривенного отражения.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью формирования многоугольного сечения диафрагмируемого излучения, экран выполнен в виде набора примыкающих одна к другой призм полного внутреннего отражения.

3. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью формирования круглого сечения диафрагмируемого излучения, поверхность полного внутреннего отражения выполнена конической.

1094

g) arcsin— п

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к средствам для формирования пучка излучения.

Известно устройство диафрагмирования излучения, выполненное в виде непрозрачного ножа полуплоскости(1 J.

Недостатком такого устройства является отсутствие воэможности формирования осесимметричного сечения, диафрагмируемого пучка.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство диафрагмирования лазерного излучения, выполненное в виде экрана 15 с отверстием. В этом устройстве экран выполнен непрозрачным (2 j, Недостатком устройства является отсутствие возможности работы с излучением, плотность мощности ко- 20 торого превышает величину 10 Вт/см, Это обусловлено тем, что при плот ностях, превышающих указанную величину, происходит обгорание краев непрозрачного экрана, сопровождаю- 25 щееся изменением геометрических характеристик отверстия, т.е. нарушением качественной работы устройства.

Цель изобретения — увеличение плотности мощности диафрагмируемого 30 излучения, формирование многоугольного сечения диафрагмируемого излучения, а также формирование круглого сечения диафрагмируемого излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для диафрагмирования лазерного излучения, выполненном в .виде экрана с отверстием, экран выполнен из материала, прозрачного 40 для этого излучения, и содержит поверхность, нормаль к которой в каждой точке составляет с осью отверстия угол полного внутреннего отражения.

При этом экран выполнен в виде набора примыкающих одна к другой призм полного внутреннего отражения.

Кроме того, поверхность полного внутреннего отражения выполнена ко- 50 нической.

На фиг. 1 представлена конструкция диафрагмы, в которой экран выполнен в виде набора призм полного внутреннего отражения; на фиг. 2конструкция диафрагмы, поверхность полного внутреннего отражения которой выполнена конической.

015 2

Устройство диафрагмирования лазерного излучения выполнено в виде экрана 1 с отверстием 2, причем экран

1 выполнен из материала, прозрачного для этого излучения, и содержит поверхность 3, нормаль 4 к которой в каждой точке составляет с осью 5 отверстия 2 угол полного внутреннего отражения о(, определяемый соотношением где п — показатель преломления материала, из которого изготовлен экран 1.

В одном варианте исполнения (фиг.1) экран 1 может быть выполнен в виде набора примыкающих одна к другой призм полного внутреннего отражения б, ребра 7 которых образуют многоугольное отверстие, а в другом варианте (фиг. 2) поверхность 3 полного внутреннего отражения выполнена конической.

В качестве материала экрана 1 могут быть использованы стекла, например К 8, КУ и т.п. в видимом и ближнем ИК- диапазоне и Si, Ge, BaF для дальнего ИК-диапазона. Призмы

6 могут быть снабжены крепежными и юстировочными устройствами для настройки на заданный размер отверстия 2.

Устройство работает следующим образом.

Часть 8 излучения 9, падающего на диафрагму, проходит сквозь отверстие 2 и продолжает распространяться в направлении оси 5. В то же врем другая его часть проникает в тело экрана 1, претерпевая полное внутреннее отражение на поверхности 3, и выходит из этого тела в направлении 10, существенно отличном от направления оси 5. Таким образом, экран

I не пропускает в направления этой оси излучение, идущее вне отверстия

2, т.е. выполняет функции непрозрачного экрана в известном устройстве.

При этом, благодаря отсутствию поглощения, приводящего к обгоранию кромок непрозрачного экрана, плотность мощности диафрагмируемого излучения может быть существенно повышена.

По сравнению с известным устройством, в котором в качестве экрана используются металлические детали, для которых предельное значение

109401

Составитель В. Кравченко

Редактор А. Шандор Техред М.Кузьма . Корректор О.Тигор . °

Заказ 3422/38 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"; г. Ужгород, ул. Проектная, 4 плотности мощности составляет на непрерывном излучении 500-1000 Вт/см а на импульсном — 10 -10 Вт/см2

4. 5 1 при длинах волн 1-10 мкм, для предлагаемого устройства предельные значения плотности мощности составляют на непрерывном излучении 10 —

10" Вт/см"-, а на импульсном (i =10 с)

-10 — 10 Вт/см . Эксперименты

8 проводились на лазерах с Л = 1п

5 4

1,06 мкм (ГОС 1001) и с 3 10,6— прокачкой СО, тип 106.

Экран для Л 1,06 мкм бып изготовлен из стекла марки К 8, а для

10,6 мкм из Се и BaF,.

Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает возможность существенного повышения плотности мощности диафрагмируемого излучения.