Стр. 1 - 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

53

УДК 621.3.038.615

А.Ф. Ширанков, П.А. Носов, А.Г. Григорьянц,

Р.С. Третьяков

РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКИХ ГОЛОВОК

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

С МОЩНЫМИ ВОЛОКОННЫМИ

ЛАЗЕРАМИ

Разработаны основы методики проектирования оптических ла-

зерных головок для технологических установок с мощными воло-

конными лазерами. Методика учитывает свойства мощного

многомодового излучения и позволяет проектировать наиболее

простые по составу лазерные головки с широким набором техно-

логических операций, выполняемых установкой.

E-mail:

ashirankov@bmstu.ru

Ключевые слова:

методика проектирования, лазерно-оптическая си-

стема, схемотехника компонентов, искажения лазерного пучка.

Лазерно-оптические системы (ЛОС), предназначенные для пре-

образования лазерных пучков, широко используются в промышлен-

ности, а также в науке, технике и быту. Помимо высокого качества

преобразования лазерного пучка, высокой функциональности, техно-

логичности и дешевизны изготовления к ЛОС предъявляются требо-

вания удобства использования в работе. Разработка современных

ЛОС осуществляется на основе научно обоснованной теории.

Теория преобразования лазерных пучков оптическими системами

[1—3] — теория ЛОС — базируется на более общих законах, по

сравнению с законами традиционной гауссовой оптики, применяе-

мыми при работе с некогерентными (тепловыми, люминесцентными

и др.) источниками (принцип Гаусса, закон Ньютона). Это обуслов-

лено наличием ближней зоны лазерного пучка, размер которой опре-

деляется конфокальным параметром

z

k

. Следует отметить, что эти

законы принципиально отличаются уже в параксиальной области.

Поэтому общеизвестные программные средства Zemax, Code V, Oslo,

Synopsys и др. не могут использоваться для разработки ЛОС даже на

стадии выбора ее структурной схемы или габаритного расчета.

Работоспособность и эффективность теории ЛОС подтверждена

на практике при работе с одномодовыми лазерами [4—6].

Весьма важной задачей при проектировании ЛОС является обес-

печение малых искажений преобразуемого лазерного пучка по срав-

нению с идеальным преобразованием исходного лазерного пучка.

Искажения лазерного пучка описываются системой параметров [7],

где определяющее значение имеет обобщенный параметр качества