Нагреватель с плоским и сплошным лазерным лучом

Устройство относится к лабораторному оборудованию и может быть использовано в лабораториях по оптической физике. Известный нагреватель снабжен тепловой пушкой, расположенной в одном из фокусов эллипса и излучающей отдельные линейные лучи, нагревающие тело, расположенное в другом фокусе эллипса. Предложен нагреватель, у которого пушка излучает плоский и сплошной луч, регулируемый по толщине, для нагрева тел разной высоты.

Устройство относится к лабораторному оборудованию и может быть использовано в лабораториях по оптической физике.

Известен лазерный нагреватель (патент РФ 105533. МПК Н01S 3/00, опубл. 10.06.2011. Бюл. 16), состоящий из рамы, борта, основания, расположенного на раме, борт снаружи облицован отделочным материалом, а внутри окантован специальной накладкой, при этом рама, борт и основание, расположенное на раме, а также окантовка, выполнены в виде эллипсов, специальная накладка выполнена с зеркальной отражающей поверхностью, направленной внутрь эллипса, в одном из фокусов зеркальной эллиптической поверхности установлена тепловая пушка с лазерными излучателями, геометрические оси которых пересекают этот фокус эллипса, располагаясь по круговому контуру через определенные угловые промежутки и излучая лучи определенного цвета, например, зеленого, а в другом фокусе расположено тело, предназначенное для многостороннего нагревания.

Основной недостаток известного лазерного нагревателя заключается в том, что его тепловая пушка излучает некоторое количество линейных лучей, поскольку пушка снабжена трубчатыми лазерными излучателями, расположенными по круговому контуру через требуемые угловые промежутки и излучающими лучи определенного цвета, например, зеленого, оси симметрии которых пересекают фокус С₁ эллипса, а для повышения коэффициента полезного действия необходим плоский и сплошной лазерный луч, регулируемый по толщине, чтобы тело, расположенное в другом фокусе эллипса, нагревалось не отдельными лучами, а сплошным лучом - кругом по периметру.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы тепловая пушка излучала плоский и сплошной лазерный луч, регулируемый по толщине, для эффективного нагрева тел разной высоты, т.е. тел разного размера.

Технический результат достигается тем, что нагреватель с плоским и сплошным лазерным лучом, состоящий из рамы, борта, основания, расположенного на раме, борт снаружи облицован отделочным материалом, а внутри окантован специальной накладкой, при этом рама, борт и основание, расположенное на раме, а также окантовка, выполнены в виде эллипсов, специальная накладка выполнена с зеркальной отражающей поверхностью, направленной внутрь эллипса, в одном из фокусов зеркальной эллиптической поверхности установлена тепловая пушка с лазерным излучателем, а в другом фокусе расположено тело, предназначенное для многостороннего нагревания, тепловая пушка (по нашему предложению) выполнена в виде излучающего кристалла, расположенного на неподвижном радиаторе с верхней отражающей поверхностью и подключенного к электрической цепи, над кристаллом расположено вогнутое оптическое зеркало, а снаружи вдоль оси симметрии оптическое зеркало жестко связано с вертикальным винтом, снабженного съемной рукояткой, гайка которого жестко связана распорками с бортом.

Такое исполнение тепловой пушки позволяет получать плоский сплошной луч, регулируемый по толщине, и демонстрировать нагрев тел по всему периметру и разной толщины.

На фиг.1 представлена схема нагревателя, на фиг.2 изображен нагреватель сверху, а на фиг.3 - схема тепловой пушки.

Нагреватель с плоским и сплошным лазерным лучом (фиг.1) состоит из рамы 1, борта 2, основания 3, расположенного на раме, борт снаружи облицован отделочным материалом 4, а внутри окантован специальной накладкой 5. При этом рама, борт и основание, расположенное на раме, а также окантовка, выполнены в виде эллипсов. Специальная накладка 5 выполнена с зеркальной отражающей поверхностью, направленной внутрь эллиптической поверхности. В одном из фокусов (С₁) зеркальной эллиптической поверхности расположена тепловая пушка 6 (фиг.1 и 2), излучающая плоский и сплошной лазерный луч 7. В другом фокусе (С₂) расположено тело 8, предназначенное для многостороннего нагревания.

Тепловая пушка выполнена в виде излучающего кристалла 9 (фиг.3), расположенного на неподвижном радиаторе 10 с верхней отражающей поверхностью и подключенного к электрической цепи 11, над кристаллом расположено вогнутое оптическое зеркало 12, а снаружи вдоль оси симметрии оптическое зеркало жестко связано с вертикальным винтом 13, гайка 14 которого жестко связана распорками 15 с бортом 2, винт снабжен съемной рукояткой 16.

Нагреватель работает следующим образом.

При включенном кристалле 9 (фиг.3), расположенном на радиаторе 10 с верхней отражающей поверхностью и подключенном к электрической цепи 11, возникают лучи, направленные во все стороны. Часть лучей направлена горизонтально, а часть - на отражающую поверхность зеркала 12. Отраженные от зеркала лучи попадают на отражающую поверхность радиатора, которая, в свою очередь, отражает их, посылая в зазор между радиатором 10 и зеркалом 12. Размер зазора составляет h. Прямые и отраженные лучи образуют плоский и сплошной луч в горизонтальной плоскости толщиной h. Толщина луча регулируется поворотом винта 13 рукояткой 16, жестко связанного с вогнутым зеркалом 12, относительно гайки 14, которая жестко связана распорками 15 с бортом 2.

Сформированный плоский и сплошной луч 7 (фиг.1 и 2) заполняет горизонтальное пространство между специальной накладкой 5, выполненной с зеркальной отражающей поверхностью, направленной внутрь эллиптической поверхности. Каждая точка зеркальной отражающей поверхности эллиптического зеркала отражает соответствующий луч и направляет его на нагреваемое тело 8. Эффективность нагрева возрастает многократно. Для наглядности процесса можно использовать кристалл, излучающий, например, зеленые лучи или красные.

Таким образом, поставленная задача, полностью выполнена.

Нагреватель с плоским и сплошным лазерным лучом, состоящий из рамы, борта, основания, расположенного на раме, борт снаружи облицован отделочным материалом, а внутри окантован специальной накладкой, при этом рама, борт и основание, расположенное на раме, а также окантовка выполнены в виде эллипсов, специальная накладка выполнена с зеркальной отражающей поверхностью, направленной внутрь эллипса, в одном из фокусов зеркальной эллиптической поверхности установлена тепловая пушка с лазерным излучателем, а в другом фокусе расположено тело, предназначенное для многостороннего нагревания, отличающийся тем, что пушка выполнена в виде излучающего кристалла, расположенного на неподвижном радиаторе с верхней отражающей поверхностью и подключенного к электрической цепи, над кристаллом расположено вогнутое оптическое зеркало, а снаружи вдоль оси симметрии оптическое зеркало жестко связано с вертикальным винтом, снабженным съемной рукояткой, гайка которого жестко связана распорками с бортом.