Стр. 13 - А.Ф. Ширанков, П.А. Носов, А.Г. Григорьянц, Р.С. Третьяков - Разработка оптических головок технологических установок с мощными волоконными лазерами

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012

65

Результаты расчета оптической системы ЛГ лазера ЛС-4-К с диа-

метром волокна 100 мкм (

h

p

= 0,05 мм,

z

k

= 0,556 мм) приведены в

табл. 2. Параметры идеального пучка, формируемого оптической си-

стемой ЛГ:

h

′

p

= = 0,134 мм,

z

′

k

= 4,0 мм.

Из сравнения данных табл. 1 и 2 можно сделать вывод, что ис-

пользование волокна диаметром не менее 100 мкм обеспечивает бо-

лее эффективную структуру оптической системы, а ее стоимость

снижается.

В результате проведенных исследований с учетом принятых крите-

риев селекции неподходящих решений установлены следующие соот-

ношения числа линз оптической системы ЛГ в коллиматоре и фокуса-

торе для волоконного лазера:

Размер входной перетяжки 2

h

p

, мкм ..... 50 100—200 200 — 400 >400

Число линз в коллиматоре ..................... 1…2

1

2

1

Число линз в фокусаторе........................ 2

1…2

1

Отметим, что определенная теоретически структура ЛГ полно-

стью совпадает со схемотехникой ЛГ фирмы Precitec (Германия),

кроме случая, когда диаметр волокна равен 50 мкм (см. рис. 5). Од-

нако более рациональное построение линз позволит не только увели-

чить эффективность разработанной ЛГ с мощными волоконными ла-

зерами, но и расширит номенклатуру технологических операций на

данной установке.

Заключение.

Разработаны методики основы проектирования оп-

тической системы ЛГ минимальным числом наиболее простых линз.

При максимальной функциональности ЛГ обеспечивается минималь-

ная стоимость ее изготовления и эксплуатации. Применение данной

методики при проектировании конструкции оптической системы ЛГ

для резки материалов позволяет:

• обеспечить в рабочей зоне

требуемые параметры лазерного

пучка (

h

′

p

,

z

′

k

);

• использовать оптическую систему с минимально возможным

числом линз с наименее крутыми радиусами кривизны;

• исключить из рассмотрения варианты оптической схемы с не-

допустимо большим уровнем потока обратного отражения или с

большими углами падения лучей на поверхности линз.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. П а х о м о в И. И., Р о ж к о в О. В., Р о ж д е с т в и н В. Н. Оптико-

электронные квантовые приборы: учеб. пособие для вузов / под ред.

И.И. Пахомова. – М.: Радио и связь, 1982. – 456 с.

2. П а х о м о в И. И., Ц и б у л я А. Б. Расчет оптических систем лазерных

приборов. – М.: Радио и связь, 1986. – 152 с.