Способ управления интенсивностью обрабатывающего пучка света,направляемого в заданную область удаленного объекта,и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к оптике . и может быть использовано в системах , предназначенных для воздействия лазерным излучением на биологические объекты. Цель изобретения - упрощение управления интенсивностью обрабатывающего пучка в заданной точке удаленного объекта и уменьшение габаритов управляющего устройства. Визуализирующий пучок 1 от источника 2 видимого излучения с помощью формиру ющей оптической системы 3 и калибрующей диафрагмы 4 направляют коаксиально измерительному пучку 5 от источника 6 излучения. Эти пучки направляют на облучаемый объект 7. Измерительный пучок 5 калибруют с помощью задающей диафрагмы 8, связанной с измерительным устройством. Визуализирующий 1 и измерительный 5 пучки перемещают вдоль их общей по отношению к объекту 7 оси до совпадения их диаметров в плоскости объекта 7. После этого включают пучок обрабатывающего излучения 9 от источника 10, который после прохождения через фокусирующий объектив 11 пространственно совпадает с визуализирующим пуч- , ком 1. В процессе калибровки пучок 5 излучения от источника 6 направляют на формирующую оптическую систему 12 и с помощью диафрагмы 8 устанавливают необходимый диаметр измерительного пучка 5. 2 с.п. ф-лы, 6 ил. (Л Ьо со со со x/VvVT/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБРИН (50 4 G 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . д

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3885446/24-25 (22) 15.04,85 (46) 23,09,87, Бюл. У 35 (75) А.В. Черкасов (53) 535.8(088.8) (56) Новости медицинской; техники.

Научные труды,,ВНИИИП. 1978, У 3, c . .98 — 106.

Там же, 1977, Р 1, с. 28-32, Там же, 1977, Ф 1, с. 71-76. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТЬЮ

ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПУЧКА СВЕТА, НАПРАВ-"

ЛЯЕМОГО В ЗАДАННУЮ ОБЛАСТЬ УДАЛЕННОГО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к оптике и может быть использовано в системах, предназначенных для воздействия лазерным излучением на биологические объекты. Цель изобретения — упрощение управления интенсивностью обрабатывающего пучка в заданной точке удаленного объекта и уменьшение габаритов управляющего устройства. ВизуSU 1339479 А1 ализирующий пучок 1 от источника 2 видимого излучения с помощью формиру ющей оптической системы 3 и калибрующей диафрагмы 4 направляют коаксиально измерительному пучку 5 от источника 6 излучения. Эти пучки направляют на облучаемый объект 7. Измерительный пучок 5 калибруют с помощью задающей диафрагмы 8, связанной с измерительным устройством. Визуалиэирующий 1 и измерительный 5 пучки перемещают вдоль их общей по отноше— нию к объекту 7 оси до совпадения их диаметров в плоскости объекта 7.

После этого включают пучок обрабатывающего излучения 9 от источника 10, который после прохождения через фокусирующий объектив 11 пространствен. но совпадает с визуализирующим пучком 1. В процессе калибровки пучок

5 излучения от источника 6 направляют на формирующую оптическую систему

12 и с помощью диафрагмы 8 устанав.ливают необходимый диаметр измерительного пучка 5. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

1 1339479 г

Изобретение относится к оптике и. может быть использовано в системах,, предназначенных для воздействия лазерным излучением на биологические

r> объекты.

Цель изобретения — упрощение управления интенсивностью обрабатывающего пучка в заданной точке удаленного объекта и уменьшение габаритов io управляющего устройства.

На фиг. 1 представлена функциоНальная оптическая схема устройства.. в наведенном на объект положении; на фиг. 2 — положения плоскости объекта облучения при различных этапах наведения пучков излучения на объект; на фиг. 3 — оптический репер измерительного пучка больше реперов визуализирующего и обрабатывающего пучков; на фиг. 4 — вариант наведения в точку фокуса оптической системы (репер обрабатывающего пучка минимальный); на фиг, 5 — вариант точного наведения (все реперы совпадают)," на фиг. б реперы визуализирующего и обрабатывающего пучков больше репера измерительного пучка.

Визуализирующий пучок 1 от источника 2 видимого излучения с помощью

ЗС формирующей оптики 3 и калибрующей диафрагмы 4 направляют коаксиально измерительному пучку 5 от источника б излучения на облучаемый объект 7, Измерительный пучок 5 калибруют с помощью задающей диафрагмы 8, связанной З5 с измерительным устройством. Визуализирующий 1 и измерительный 5 пучки перемещают вдоль их общей по отноше— нию к объекту 7 оси, до совпадения их диаметров в плоскости объекта 7, достигая положения, .показанного на фиг, 1 и 5, После этого включают пучок обрабатывающего излучения 9 от источника 10, например лазера, которое, пройдя через фокусирующий объектив 11, пространственно совпадает с визУализиРУющим пУчком 1, Операцию калибрования пучка лучей осуществляют следующим образом, Пучок 5 излучения от источника 6 направляют на 59 формирующую оптику 12, с помощью которой его лучи становятся коллинеарными, а затем с помощью диафрагмы 8 устанавливают необходимый диаметр коллинеарной части измерительного 55 пучка 5, Этот диаметр повторяется на поверхности объекта 7, гце освещается область 13 наведения (оптический измерительный репер) при падении пучка

5 по нормали к поверхности 7. Диаметр измерительного репера не меняется вследствие коллинеарности пучка 5 и определяет площадь облучения поверх— ности, Зеркала 14 можно выполнить с интерференционным покрытием. Переменные диафрагмы 4 и 8 имеют калибровку в единицах интенсивности света, Ис--точниками 2,6 и 10 могут быть как лазерные, так и нелазерные источники оптического излучения, а формирователями пучков — оптические системы, например фокальные типа. Кеплера, Галилея или конические с диафрагмами и фокусирующие элементы (объективы, коллиматоры), поставленные в ход пучков. Эти же формирователи можно использовать для компенсации оптических аббераций при юстировке системы, Механическое перемещение элементов устройства возможно осуществить с использованием известных манипуляторов лазерных установок .с оптическими шарнирами.

Устройство включает функциональное объединение обрабатывающего канала (источник 10, зеркала 14 объектив 11) и визуализирующего канала (источник 2, оптическая система 3, диафрагма 4, зеркала 14, обьектив ! 1) они отъюстированы таким образом, что пучки 1 и 9 после объектива 11 пространственно совпадают. Измерительный канал (источник 6, оптическая система 12, диафрагма 8, зеркало 14) установлен таким образом, что

S пучки всех трех каналов на выходе установки соосны. Наводка устройства осуществляется перемещением его вдоль оптической оси пучка 5, при этом не меняется его репер на объекте 7, точно обозначая границы области облу- ения, при совпадении с которыми реперов пучков 1 и 9 обеспечивается необходимый режим облучения.

Реперы пучков 1 и 9 при перемещении относительно плоскости объекта 7 об-. лучения изменяют свои размеры. При этом в зависимости от положения 118 плоскости объекта 17.„ обеспечивается точное наведение двух режимов обработки: режим облучения, обозначенный репером управляющего пучка 5— в положении 17 и режим максимальной плотности мощности облучения, сооIветствующий точке фокусировки — в положении 15. Формы реперов, соответствующие плоскостям i -18, показаны

1339479 на фиг. 3-6, При отклонении пучков от нормали к поверхности объекта форма реперов асимметрична. При увеличении диаметра репера визуализирующего пучка 1 (фиг, 6) плотность мощности ниже заданной, а при уменьшении (фиг. 3) выше, Для большего контраста реперов на объекте желательно использовать измерительный и визуализирующий пучки разных цветов, например красный и зеленый. При постоянных параметрах излучателей работа устройства сводится к заданию гео- . метрической площади облучаемого пятна (репера), Используют пучок углекислотного лазера длиной волны излучения 10, 6 мкм в качестве обрабатывающего пучка. Визуализирующим пучком служит свет гелий-неонового лазера с кеплеровской афокальной системой, обеспечивающей совпадение пучков на выходе солевой оптической системы. Измерительный пучок получают от иодной лам пы со светофильтром, сформирован с

1 помощью галилеевской оптической системы и откалиброван диафрагмами.

Формула изобретения 1. Способ управления интенсивностью обрабатывающего пучка света, направляемого в заданную область удаленного объекта, включающий пространственное совмещение визуализирующего и обрабатывающего пучков, направление на объект визуализирующего пучка и измерительного пучка, задание площади облучаемой поверхности удаленного объекта параллельным смещением пучков, о т л и.ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения управления интенсивностью обрабатывающего пучка и уменьшения габаритов управляющего устройства, измерительный пучок на объекте смещают поперек оси обрабатывающего пучка до совпадения осей визуалиэирующего и измерительного пучков, пересекающих поверхность удаленного объекта в заданной области, а пространственное совмещение визуалиэирующего и обрабатывающего пучков осуществляют путем перемещения управляющего устройства вдоль общей оси пучков до совпадения диаметров виэуализирующего и измеритель15 ного внучков на поверхности удаленного объекта.

2. Устройство для управления интенсивностью обрабатывающего пучка

20 света направляемого в заданную об9 ласть удаленного объекта, содержащее источники обрабатывающего виэуализирующего и измерительного пучков света, зеркала, диафрагму и фокусирующий объектив, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения управления интенсивностью обрабатывающего пучка и уменьшения габаритов устройства, оно дополнительно содер30 жит элементы для пространственного перемещения обрабатывающего,визуализирующего и измерительного пучков света, первое зеркало установлено на пересечении визуализирующего и обрабатывающего пучков таким образом, что

З5 оси этих пучков после первого зеркала совпадают, второе зеркало установлено на пересечении измерительного и виэуализирующего пучков между первым зеркалом и объектом, фокусирую40 щий объектив расположен между зеркалами, причем диафрагма установлена на оси измерительного пучка перед вторым зеркалом.

1339479

Редактор Н, Рогулич

Заказ 4216/35

Тираж 521

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

18

Составитель В. Рандошкин

Техред М.Дидык Корректор Н. Король