Фазовая коррекция излучения технологических лазеров

• Автор: Иванов, Николай Львович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ЛАЗЕРОВ
1 Л. Современное состояние лазерной технологии
1.2. Технологические требования к процессам лазерной обработки
1.3. Оптические системы технологических лазеров
1.3.1. Оптические резонаторы
1.3.2. Передающие ЛОС
1.3.3. Формирующие ЛОС
1.3.4. ЛОС многоканальных ЛТУ
1.3.5. ЛОС для перемещения лазерного излучения относительно обрабатываемого образца
1.3.6. Адаптивные оптические системы
1.4. Особенности расчетов оптических систем технологических
лазеров
1.4.1. Расчет потерь энергии излучения в ЛОС
1.4.2. Оптические расчеты ЛОС
Выводы по главе
Глава 2. ГАБАРИТНЫЙ РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ
СОГЛАСОВАНИЯ ИСХОДНЫХ И ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ЛАЗЕРОВ
2.1. Выбор рационального метода описания лазерного излучения
2.2. Определение совокупности параметров сформированного лазерного излучения для описания требований со стороны различных технологических задач
2.3. Зависимость параметров лазерного излучения от величины относительной длины технологической зоны излучения
2.4. Конструкции ОС для формирование лазерного излучения с заданной относительной длинной технологической зоны
излучения
2.5. Различные случаи формирования лазерного излучения оптическими системами
2.5.1. Вычисление зависимостей между положениями и размерами сформированной и исходной перетяжек при формировании излучения тонкой линзой
2.5.2. Формирование перетяжки заданного размера на
заданном расстоянии от перетяжки известного размера
2.5.3. Расчет двухкомпонентной системы для формирования перетяжки заданного размера на заданном расстоянии
от перетяжки известного размера
2.5.4. Габаритный расчет двухкомпонентной ОС для согласования исходных и требуемых цараметров излучения при заданном положении плоскости установки первого компонента
2.5.5. Габаритный расчет ЛОС для согласования исходных и требуемых параметров излучения при заданном положении плоскости обработки относительно выходного окна лазера
2.5.6. Обобщенная методика габаритного расчета ЛОС для ЛТУ
Выводы по главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПАНКРАТИЧЕСКИХ
СИСТЕМ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Панкратические системы механической компенсацией
3.1.1. Двухкомпонентные ЛОС
3.1.2. Трехкомпонентные ЛОС (исходный вариант)
3.1.3. Трехкомпонентные ЛОС со вторым неподвижным компонентом

3.1.4. Трехкомпонентные ЛОС с последним неподвижным компонентом
3.1.5. Трехкомпонентные ЛОС с тремя подвижными компонентами
3.2. Панкратические системы с оптической компенсацией
Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ
ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ДЛЯ РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕАЛЬНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
4.1. Определение расстояния-от плоскости промежуточной
перетяжки до главной плоскости формирующего компонента
4.1.1. Теоретическое обоснование метода определения
положения промежуточной перетяжки
4.1.2. Оценка точности используемого метода расчета радиуса лазерного пучка
4.2. Экспериментальные исследования физической модели
с Не-Ие-лазером
4.3. Экспериментальные исследования физической модели
с АИГ :Ш-лазером ’
4.4. Обсуждение результатов экспериментальных исследований
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

лазерного излучения является наиболее рациональным по удобству и точности, применительно к задаче, выполняемой этой системой.
Результатом габаритного расчета является величины оптических параметров ЛОС: число и взаимное расположение оптических компонентов, их оптические силы и световые диаметры, законы перемещения компонентов и т.д.
Далее возможны два пути. Первый заключается в подборе по каталогам (например [105]) различных комбинаций стандартных оптических элементов. Второй - расчет исходного варианта на основе теорий аберраций III-его порядка [104], в результате которого определяются конструктивные параметры элементов ЛОС (радиусы кривизны, толщины, воздушные промежутки, марки стекол), с последующим проведением аберрационного расчета реальных лучей и коррекции аберраций (уточнение конструктивных параметров оптических элементов).
. Стандартные оптические элементы, как правило, рассчитаны на минимум сферической аберрации для работы с параллельными пучками, и их использование в ЛОС, представляющей собой двухкомпонентный коллиматор и фокусирующий компонент, дает неплохие результаты. Второй вариант предоставляет гораздо более широкие возможности, но предполагает изготовление новых оптических элементов, т.е. требует больших материальных и временных затрат. Отметим, что окончательный выбор между этими методами в большей степени определяется возможностями заказчика, а не квалификацией расчетчика ЛОС.
Метод аберрационного расчета также зависит от используемой модели лазерного излучения [49, 97, 104]. В отличие от габаритного расчета, последовательность которого определяется назначением ЛОС (в рассматриваемом случае - согласование исходных и требуемых параметров излучения), и расчета исходного варианта, последовательность которого определяется конст-