Формирующая оптическая система для лазерного излучения

Полезная модель относится к области физики - оптике и может быть использована для упрощения оптических систем, предназначенных для лазерной обработки изделий, с изменяемыми параметрами фокусировки. Формирующая оптическая система для лазерного излучения содержит первый компонент, который выполнен с положительной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной собирающей - выпуклой линзы, второй компонент, который выполнен с отрицательной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной рассеивающей - вогнутой линзы, и третий фокусирующий компонент с положительной оптической силой в виде одиночной выпуклой линзы, при этом первый и второй компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси.

Полезная модель относится к области физики - оптике и может быть использована для упрощения оптических систем, предназначенных для лазерной обработки изделий, с изменяемыми параметрами фокусировки.

Из уровня техники известна формирующая оптическая система для лазерного излучения, содержащая три компонента, первый и второй из которых по ходу луча выполнены с оптическими силами противоположного знака и установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а третий компонент выполнен фокусирующим с положительной оптической силой (SU 1755242 А1, G02B 15/163, 1992). К недостатку данного решения, которое обеспечивает изменение размера светового пятна (диаметра лазерного пучка) на обрабатываемой поверхности, можно отнести сложность конструктивного выполнения компонентов оптической системы, которые состоят из нескольких линз различной кривизны.

Изобретение направлено на создание простой многокомпонентной оптической системы для концентрации лазерной энергии с изменяемыми параметрами фокусировки.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в формирующей оптической системе для лазерного излучения, содержащей три компонента, первый и второй из которых по ходу луча выполнены с оптическими силами противоположного знака и установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а третий компонент выполнен фокусирующим с положительной оптической силой, согласно полезной модели, третий фокусирующий компонент в виде одиночной линзы, первый компонент выполнен с

положительной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной собирающей - выпуклой линзы, а второй компонент выполнен с отрицательной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной рассеивающей - вогнутой линзы.

Заявленная последовательность расположения перемещаемых компонентов оптической системы обеспечивает, при упрощении конструктивного выполнении за счет использования одиночных линз, возможность изменения параметров фокусировки лазерного пучка в широких пределах при концентрации лазерной энергии на обрабатываемой поверхности.

На чертеже представлена оптическая схема формирующая оптическая система для лазерного излучения.

Формирующая оптическая система содержит последовательно установленные первый компонент с положительной оптической силой, выполненный из одной собирающей - выпуклой линзы 1, второй компонент с отрицательной оптической силой в виде рассеивающей - вогнутой линзы 2 и третий фокусирующий компонент в виде одиночной выпуклой линзы 3, при этом первый и второй компоненты установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси и снабжены независимыми приводами (на чертеже не показано).

Формирующая оптическая система функционирует следующим образом.

Выходящий из торца волоконного световода 4 расходящийся лазерный пучок, проходя через выпуклую линзу 1 первого положительного компонента, преобразуется в сходящийся пучок, который, проходя через вогнутую линзу 2 отрицательного компонента, преобразуется в параллельный пучок, входящий в фокусирующий компонент - выпуклую линзу 3, формирующую

световое пятно (рабочий фокус) А в своей фокальной плоскости. При взаимном перемещении первого и второго компонентов (линз 1 и 2) вдоль оптической оси происходит изменение диаметра лазерного пучка на входе в фокусирующий компонент - выпуклую линзу 3 и, соответственно, плавное изменение угла фокусировки (угла сходимости) исходящего лазерного пучка, поступающего на обрабатываемую поверхность, размещенную в фокальной плоскости, что обеспечивает возможность непрерывного изменения диаметра сфокусированного лазерного пучка (светового пятна) на обрабатываемой поверхности и плотности мощности лазерного излучения и длины рабочего фокуса.

Формирующая оптическая система для лазерного излучения, содержащая три компонента, первый и второй из которых по ходу луча выполнены с оптическими силами противоположного знака и установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а третий компонент выполнен фокусирующим с положительной оптической силой, отличающаяся тем, что третий фокусирующий компонент в виде одиночной линзы, первый компонент выполнен с положительной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной собирающей - выпуклой линзы, а второй компонент выполнен с отрицательной оптической силой и состоит по меньшей мере из одной рассеивающей - вогнутой линзы.