Стр. 4 - А.Ф. Ширанков, П.А. Носов, А.Г. Григорьянц, Р.С. Третьяков - Разработка оптических головок технологических установок с мощными волоконными лазерами

56

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

хранит его до передачи через последовательный интерфейс (RS 232)

на компьютер для дальнейшей обработки.

Диагностическая система LASERSCOPE UFF 100 может быть

адаптирована для измерения лазерного излучения разной плотности

мощности в широком спектральном диапазоне. Грубая настройка

чувствительности осуществляется посредством отбора игл с различ-

ными размерами отверстия. Для более точной настройки выбирают

значения внутренних коэффициентов усиления детектора.

Среднее поглощение мощности лазерного луча прибором в про-

цессе измерения составляет всего около 1 %. Если во время измере-

ния плотность мощности лазерного излучения превышает пороговое

значение, то она ограничивается до максимально допустимого уров-

ня либо выдается ошибка.

При исследованиях проводили измерения на выходе из транспор-

тирующего волокна диаметром 50 мкм при средней мощности вы-

ходного пучка 1,5 кВт (рис. 2). Повторные измерения (10 раз) показа-

ли высокую абсолютную стабильность радиуса выходного пучка с

колебанием менее 0,01 мм. В ходе измерений определяли простран-

ственные распределения плотности мощности лазерного излучения

на разных участках оптической системы ЛГ, по которым определяли

диаметр огибающей лазерного пучка. При этом возможны два спосо-

ба определения: как расстояние между точками поперечного сечения,

где интенсивность составляет 1/

e

2

от интенсивности на оси, и как

размер зоны, где сосредоточена 0,86 часть (1 – 1/

e

2

) полного потока

лазерного пучка. Поскольку в эксперименте эти критерии дали прак-

тически один и тот же результат, далее при определении огибающей

использовали второй критерий, а диаметр огибающей пучка тракто-

вали как диаметр пучка. При транспортирующем волокне диаметром

50 мкм в плоскости коллимирующего узла размер (1/2 диаметра)

пучка по уровню 0,86 от полного потока составил 9,74 мм.

Затем исследовали пространственную структуру лазерного пучка

после коллимирующего и фокусирующего узлов. В качестве колли-

матора использовали систему Precitec COL CO 30C F125, состоящую

из двух линз: двояковыпуклой и менисковой. Диаметр жилы выход-

ного волокна 50 мкм. Средняя мощность лазерного излучения на вы-

ходе из волокна изменялась от 1 до 3,5 кВт.

Поскольку коллимирующий узел полностью открыт и находится

без каких-либо систем защиты, во время проведения экспериментов

коллимирующая оптика была повреждена. Наличие прогорания на

внешней поверхности первой линзы подтвердилось при ее визуаль-

ном осмотре. Таким образом, все последующие измерения были про-

ведены с данным дефектом в коллимирующей системе. При длитель-

ном включении и воздействии лазерного излучения «провал» в пятне