Устройство для обработки объектов лазерных излучением

Авторы патента:

H01S3/05 - Лазеры, т.е. устройства для генерирования, усиления, модуляции, демодуляции или преобразования частоты, использующие стимулированное излучение электромагнитных волн с длиной волны большей, чем длина волны в ультрафиолетовом диапазоне (полупроводниковые лазеры H01S 5/00)

B23K26/03 - наблюдение за обрабатываемым изделием

УСТЮЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОБЪЕКТОВ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛ>&'ЧЕНИЕМ, содержащее лазер, в резонаторе которого установлены обрабатывающий объект, являющийся одновременно одним из зеркал, и фокусирующая оптическая система, расположенная Между активным элементом и обрабатываемым объектом, и систему.наблюдения за обрабатываемым объектом, о т- .личающееся тем, что, с целью увеличения точности обработки, система наблюдения выполнена в виде проектора, состоящего из экрана, фокусирующей оптической системы и усиливающей среды, которыми являются соответственно фокусирующая оптическая система и активный элемеит лазера, а экран установлен в плоскости, сопряженной с плоскоетъю обрабатываемого объекта, в одном из двух пучков, на которые делит излучение лазера светоделителъная пластина, расположенная в резонаторе за активным элементом, при этом в другом пучке установлено рруто^ зеркало резонатора с оптическим затвором.S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 467698 (5Ц4 Ноl $3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делдм изОБРетений и ОтнРытий (21) 1950059/26 вЂ” 25 (22) 27.08.73 (46) 23.10.85. Бюл. М 39 (72) К. И. Земсков, А, А. Исаев, М. A. Казарян и Г. Г. Петраш, (71) Ордена Ленина физический институт им. П. Н. Лебедева (53) 621.375.8 (088.8) (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ОВЪЕКТОВ ЛАЗ ЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, содержащее лазер, в резонаторе которого установлены обрабатывающий объект, являющийся одновременно одним из зеркал, и фокусирующая оптическая система, расположенная межщ активным элементом и обрабатываемым объектом, и систему. наблюдения за обрабатываемым объектом, о т, личающееся тем, что, с целью увеличения точности обработки, система наблюдения выполнена в виде проектора, состоящего иэ экрана, фокусирующей оптической системы и усиливающей среды, которыми являются соответственно фокусирующая оптическая система и активный элемент лазера, а экран установлен в плоскости, сопряженной с плоскостью обрабатываемого объекта, в одном из двух пучков, на которые делит излучение лазера светоделительная пластина, расположенная в резонаторе за активным элементом, нри этом в другом пучке установлено друго зеркало резонатора с оптическим затвором.

46769

Редактор Д. Утехина

Техред Т.Фанта Корректор И. Эрдейи

Заказ 7022/2 Тираж 637 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

))3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области приборостроения.

Известны устройства для обработки объек тов лазерным излучением, содержащие лазер и систему наблюдения за обрабатываемым 5 объектом, Последняя обычно является автономной системой, с помощью которой трудно осуществить непрерывное наблюдение за . обрабатываемым объектом из-за высокой концентрации лазерного излучения в месте обработки, Кроме того, с помощью известных устройств нельзя получить иэображения с большим увеличением и хорошей яркостью, что особенно желательно при микрообработке, 35

Цель изобретения вЂ” повысить точность обработки объектов с помощью лазерного излучения.

Это достигается тем, что система наблюдения выполнена в виде лазерною проектора, 20 усиливающая среда которого является одновременно активным элементом обрабатывающего лазера.

Изобретение реализуется с помощью лазера, работающего в режиме сверхсветимости, 25 например лазера на нарах меди.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

На схеме показаны лазер i, система 2 наблюдения за обрабатываемым обьектом, 1 обрабатываемый объект 3, являющийся одновременно зеркалом резонатора, фокусирующая оптическая система 4, активный элемент 5. лазера, являющийся одновременно усиливающей средой системы наблюдения, светоделительная

35 пластина 6, оптический затвор 7, зеркало 8 резонатора и экран 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Обрабатываемый объект .3 располагается в плоскости вблизи фокуса фокусирующей системы 4. Для создания мощного лазерного луча, используемого для обработки, применяется активный элемент 5, оптическая фокусиоующая система 4, а также оптический резо8 2 натор, образованный зеркалом 8 и самим. обрабатываемым объектом 3. Установленный перед зеркалом 8 оптический затвор 7, например, тина фотоэатвора, позволяет включать резонатор в любой заданный момент и на любое время, При включении резонатора образуется мощный лазерный луч, который фокусируется оптической системой 4 на поверхности объекта в пятно малых размеров, что и дает возможность обрабатывать объект путем локального испарения, плавления или нагрева малых областей объекта. Зеркало 8 резонатора может быть плоским или сферическим.

его форма и положение выбираются в зависи- мости от необходимых размеров пятна фокусировки, В некоторых случаях можно исполь. зовать более сложные отражатели, состоящие из нескольких элементов.

Контроль обрабатываемой поверхности осуществляется с помощью лазерного проектора, состоящего из экрана 9, фокусирующей оптической системы 4 и усиливающей среды 5 причем последние являются соответственно фс кусирующей оптической системой и автивным элементом обрабатываемого лазера. На экране

9 получается изображение объекта 3 большой яркости, что позволяет получать большое увеличение объекта и проецировать его на большой экран, в том числе и на удаленный па значительное расстояние от объекта. Так как оптические каналы формирования мощного лазерного луча и формирования изображения объекта разделены с помощью светоделителя 6, наблюдение за объектом осуществляется непрерывно и независимо от включения и выключения обрабатывающего лазерного луча.

При использовании в качестве фокусирующей опти:еской системы стандартного микрообъектива с увеличением 8 удается получить увелих чение объекта до 1000 раз. Разрешающая способность близка к дифракционной.

Устройство может быть особенно эффективно при микрообработке объектов с высокой точностью.

Устройство для обработки объектов лазерных излучением

Способ измерения времени релаксации уровней энергии вещества // 455419

Диэлектрическая кювета // 439042

Выходной оптический узел // 432847

Способ управления излучением оптического квантового генератора // 430781

Преобразователь инфракрасного изображения в видимое // 430458

Устройство для измерения длины волныизлучения рубиновых окг с модулированнойдобротностью // 429487

Способ определения типов излучательных переходов в полупроводниках // 423217

Газовый оптический квантовый генераторс холодным катодом // 421308

Способ контроля качества газоразрядных трубок окг с накаленным катодом // 420029

Способ формирования линий ослабления в элементе облицовки автомобиля для получения окна для развертывания пневмоподушки безопасности и устройство для его осуществления // 2262428

Изобретение относится к способу формирования линий ослабления в частях элементов автомобильной облицовки, накрывающей устройства с пневмоподушками безопасности, для создания одного или более откидываемых лепестков окна для развертывания пневмоподушки, когда пневмоподушка накачивается

Способ нанесения знакографической информации и система для его осуществления // 2328365

Изобретение относится к способу и системе нанесения знако-графической информации на изделия и может быть использовано для лазерной маркировки, гравировки в различных отраслях техники

Лазерный технологический комплекс для обработки крупногабаритных объектов // 2397055

Изобретение относится к лазерному технологическому комплексу для обработки крупногабаритных объектов

Способ измерения колебаний температуры в канале проплавления при воздействии мощного лазерного излучения на материалы // 2503934

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и касается способа измерения амплитуды колебаний температуры в канале проплавления, образующемся при воздействии лазерного излучения на обрабатываемый материал. Способ включает в себя измерение временной зависимости теплового излучения, регистрируемого с тыльной по отношению к воздействующему лазерному излучению стороны обрабатываемого материала. Технический результат заключается в упрощении процесса измерений и расширении функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения колебаний температуры в глубоких каналах проплавления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ лазерной обработки материалов и устройство для его осуществления // 2505386

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологии обработки материалов лазерным излучением. Лазерную обработку материалов выполняют с подсветкой рабочей зоны обрабатываемого материала, частота которой отлична от частоты лазерного излучения. Пропускают отраженные от обрабатываемого материала лучи лазерного излучения и подсветку через фокусирующую линзу. Разделяют лучи лазерного излучения и подсветки посредством поворотного диахронического зеркала. Фокусируют лучи подсветки в телевизионной камере. Используют ахроматическую фокусирующую линзу, а частоту подсветки выбирают в зеленой части видимого спектра. В результате повышается качество обработки за счет получения возможности дистанционного наблюдения за качеством процесса обработки при применении сканирующих устройств. 1 ил.

Способ и устройство для контроля проводимого на обрабатываемой детали процесса лазерной обработки, а также лазерная обрабатывающая головка с подобным устройством // 2529135

Изобретение относится к способу и устройству контроля проводимого на обрабатываемой детали процесса лазерной обработки. Способ содержит следующие этапы: регистрация по меньшей мере двух текущих измеренных значений посредством по меньшей мере одного сенсора, который контролирует процесс лазерной обработки, и определение по меньшей мере двух текущих показателей из по меньшей мере двух текущих измеренных значений. По меньшей мере два текущих показателя совместно представляют текущий характерный признак в пространстве показателей. Осуществляют предоставление предопределенного множества точек в пространстве показателей и классификацию процесса лазерной обработки посредством определения положения текущего характерного признака относительно предопределенного множества точек в пространстве показателей. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к способу и устройству контроля проводимого на обрабатываемой детали процесса лазерной обработки. Способ содержит следующие этапы: регистрация по меньшей мере двух текущих измеренных значений посредством по меньшей мере одного сенсора для контроля процесса лазерной обработки, определение текущих показателей из текущих измеренных значений. Два текущих показателя совместно представляют текущий характерный признак в пространстве показателей. Выполняют предоставление предопределенного множества точек в пространстве показателей и классификацию процесса лазерной обработки посредством определения положения текущего характерного признака относительно предопределенного множества точек в пространстве показателей. По меньшей мере один сенсор содержит по меньшей мере один блок камеры, который выполняет съемку изображений камеры с различными временами выдержки и их совместно пересчитывает посредством метода высокого динамического диапазона (HDR), чтобы предоставить в качестве изображений текущих измеренных значений с высоким коэффициентом контрастности. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 19 ил.

Лазерная обрабатывающая головка // 2600458

Изобретение относится к лазерной обрабатывающей головке для лазерной обрабатывающей установки (варианты) и лазерной обрабатывающей установке. Лазерная головка содержит держатель (2) для узла (3) датчика, сформированный из электропроводящего материала, внешний изоляционный узел (4), изготовленный из электроизоляционного материала, такого как пластик, для электрического экранирования и внутренний изоляционный узел (5), вставленный во внешний изоляционный узел (4) в качестве экрана для излучения. Внутренний изоляционный узел (5) сформирован из металла и электрически изолирован от узла (3) датчика. В результате повышается срок службы лазерной головки, поскольку исключается повреждение узлов лазерной головки от излучения в процессе ее работы. 5 н. и 30 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ управления процессом лазерной резки и устройство лазерной резки для его осуществления // 2607502

Группа изобретений относится к способу и устройству для лазерной резки. Согласно настоящему изобретению процессом лазерной резки управляют, используя в качестве опорного сигнала одну или несколько линий спектра испускания, характерных для излучения, испускаемого вспомогательным газом или газообразной примесью, находящейся в объеме материала, облучаемого сфокусированным лазерным лучом, сфокусированным лазерной головкой (12), при этом на основании определенного сигнала проводится корректировка по меньшей мере одного из следующих контролируемых параметров: мощность лазерного излучения, частота и коэффициент заполнения лазерных импульсов, давление вспомогательного газа, испускаемого соплом (16), являющимся частью лазерной головки (12), скорость перемещения лазерной головки (12) относительно заготовки (P), расстояние между лазерной головкой (12) и поверхностью (S) заготовки (P), и расстояние между фокусом (F) лазерного луча и поверхностью (S) заготовки (P). Техническим результатом является улучшение качества лазерной резки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ сканирования трубы, предназначенной для обработки на станке для лазерной резки, с использованием датчика для измерения излучения, отраженного или испускаемого трубой // 2608868

Изобретение относится к способу сканирования трубы, предназначенной для обработки на станке для лазерной резки. Способ включает этапы, на которых: а) излучают посредством режущей головки (50) станка для лазерной резки сфокусированный лазерный луч таким образом, чтобы не происходила резка или вытравливание материала трубы (Т); b) передвигают режущую головку (50) вдоль заданного направления (х) сканирования; и с) во время перемещения режущей головки (50) вдоль направления (х) сканирования детектируют посредством соответствующих датчиков (56) излучения, отраженное или излучаемое трубой (Т), и устанавливают последовательно точка за точкой, на основе сигнала, предоставляемого датчиками (56), присутствие или отсутствие материала трубы (Т). Изобретение позволяет измерять положение точки реза на поверхности трубы независимо от положения трубы на станке для лазерной резки и от формы трубы. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Блок генерации излучения лазера с поперечной прокачкой газового потока // 2101816

Изобретение относится к лазерной технике, а точнее к блокам генерации излучения лазера с поперечной прокачкой газового потока