Способ фокусировки лазерного луча

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в технологических установках при лучевой сварке в офтальмологии, точном машиностроении, метрологии. Целью изобретения является получение положительной фокусировки лазерного луча и уменьшение его рассеяния. Способ фокусировки лазерного луча реализуется в устройстве, в котором под действием перепада давления воздух из атмосферы натекает через диафрагмы 1 в камеру 2, расширяясь в сверхзвуковых струях 6. Через коллектор 3 с дроссельной заслонкой 5 газ откачивается откачивающим насосом 4. Лазерный луч, проходящий через устройство, испытывает преломление на неоднородностях плотности газа, возникающих из-за нелинейного взаимодействия волн разрежения в сверхзвуковом потоке. Осуществление прокачки газа со сверхзвуковой скоростью исключает зависимость фокусирующего свойства устройства от интенсивности излучения. 2 ил.

„.SUÄÄ 1613992

А1 (51) 5 G 02 3 27/16; Н 01 S 3/02

g",ЩЩ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

Ю

°

1 ССФЖС Ж1+ЫЙ KOhNTEY

Il0 H800PnaSWW И СтР щ щ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4399578/31-25 (22) 23.02,88 (46) 15, 12,90. Бюп. Р 46 (71) Казанский авиационный институт им, А,Н. Туполева (72) А,А. Гилерсон, В.И,Панченко и

Б,С.Виноградов (53) 621 375,8 (088.8) (56) Патент СИА 11 3851273„ кл . 331-94.5, опублик,1974, Патент США h"- 4402574, кл.350-418, опублик. 1933,,(54) СПОСОБ ФОКУСИРОВКИ ЛАЗЕРНОГО

ЛУЧА (57) Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в технологических установках при лучевой сварке в офтальмологии, точном машиностроении, метрологии.

Цель изобретения — получение положи2 тельной фокусировки лазерного луча и уменьшение его рассеяния. Способ фокусировки лазерного луча реализуется в устройстве,s котором под действием перепада давления воздух нэ атмосферы натекает через диафрагмы 1 в камеру 2, расширяясь в сверхзвуковых струях 6, Через коллектор 3 с дроссельной заслонкой 5 гаэ откачивается

;откачивающим насосом 4, Лазерный луч, проходящий через устройство, испытывает преломление на неоднородностях плотности газа, возникающих из-sa нелинейного взаимодействия волн разрежения в сверхзвуковом по оке. Осуществление прокачки газа со сверхзвуковой скоростью исключает зависимость фокусирующегс свойства устройства от интенсивности излучения, 2 ил.

1613992

Изобретение отнрсится к квантовой электронике и может быть использовано в технологических лазерных. установках для сварки, в офтальмологии, точном машиностроении, метрологии, Цель изобретения - получение положительной фокусировки луча и уменьшение его рассеяния, На фиг.1 изображено устройство для 10 реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - распределение оптических длин лучей 3 по диаметру канала при различных отношениях давлений.

Устройство для реализации способа !5 содержит диафрагмы 1, через которые газ из атмосферы (с барометрическим давлением P1) натекает в камеру 2, откуда через коллектор 3 гаэ откачивается насосом 4 ° Изменение давления 20

Р в камере осуществляется дроссельной заслонкой 5,, Способ осуществляют следующим образом, Под действием перепада давлений 25 воздух из атмосферы натекает через диафрагму в камеру 2 и расширяется в сверхзвуковых струях 6, Для обеспечения осесимметричности течения устанавливается коллектор 3, через кото- 30 рый газ из камеры откачивается вакуумным насосом 4, Нелинейное распределение плотности в поперечном сечении струи, обусловленное взаимодействием характеристик, приводит к нелинейному рас- пределению фазы излучения и к фокусировке излучения после прохождения устройства, 40

При изменении положения дроссельной заслонки 5 давление в камере из- . меняется, изменяется также отношение давлений в струе и, соответственно, 45 величина отклонений фазы излучения, прошедшего через устройство, Поскольку прокачка газа в устройстве осуществляется со сверхзвуковой скоростью, даже при большой интенсивности излучения нагрев газа, а следовательно, и изменения плотности в ка-. нале незначительны, т,е. фокусирую щее свойство устройства не зависит от интенсивности излучения, Изменение фокусного расстояния изменением давления в камере с помощью дроссельной заслонки позволяет существенно снизить инерционность устройства, представляющего собой по существу газодинамнческую линзу, по сравнению с тепловой линзой, На фиг,2 показаны распрецелеиия оптических длин луча, прошедшего через одну диафрагму диаметром 20 мм при различных отношениях давлений на струе. Распределения находились по отклонению полос на интерферограммах, полученных при просвечивании устройства по направлению луча (вдоль оси Х). Оценки показывают, что фокусное расстояние устройства составляет несколько метров.

Изобретение позволяет получить положительную фокусировку, обеспечить эффективное малоинерционное управление фокусировкой излучения большой интенсивности и исключить использование стеклянных оптических элементов, Формула изобретения

Способ фокусировки лазерного луча, включающий прокачку газа вдоль и навстречу лучу через отверстия в стенках камеры, отличающийся тем, чт о, с целью получения положительной фокусировки луча и уменьшения его рассеяния, прокачку газа осуществляют по направлению из атмосферы в камеру при сверхкритическом от= ношении атмосферного давления к давлению в камере.

)6)3992

08

ОуР д4 46 Дю е

4Ьг.г

Составител ь А, Кораблев

Техред Л. Сердюкова Корректор С,ШевкУн

Редактор М.Петрова

Заказ 3892 Тираж 465 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. р и )t

Гага ина 101