Лазерная установка с изменением направления распространения лазерного пучка

Настоящая полезная модель относится к лазерам, имеющим средства для излучения и может быть использована для создания лазерных установок, обеспечивающих возможность отклонения лазерного пучка излучения на точно заданный угол. Лазерная установка содержит жесткое основание, лазерный излучатель, подвижную металлическую шторку и электрический привод; при этом лазерный излучатель неподвижно установлен на указанном основании и на этом же основании подвижно закреплена указанная металлическая шторка. Металлическая шторка механически связана с электрическим приводом, и установлена таким образом, чтобы при своем перемещении она полностью перекрывала апертуру излучения, выходящего из лазерного излучателя при его работе. На основании установки жестко закреплена металлическая рамка с отверстием, размеры которого превышают размеры апертуры излучения лазерного излучателя. Металлическая рамка установлена таким образом, чтобы края рамки не перекрывали излучение. На стороне металлической рамки, которая обращена в сторону от лазерного излучателя жестко закреплены три жестких упора, каждый из которых выполнен в виде шарообразного или конического тела. Указанные упоры расположены со всех сторон апертуры излучения и таким образом, чтобы наиболее узкий их конец был свободным и направлен в сторону, совпадающую с направлением распространения излучения, и чтобы крайние точки свободных концы этих упоров были расположены в одной плоскости, которая, в то же время, расположена под углом (30-60) градусов к оптической оси лазерного излучателя. Металлическая шторка закреплена на одной из сторон металлической рамки с помощью плавающих шарниров, поверхность стороны этой шторки, обращенная к выходному окну лазерного излучателя, выполнена зеркальной, а на стороне этой шторки, обращенной от выходного окна лазерного излучателя, установлен подпружинящий узел, к которому шарнирно присоединен металлический стержень, который, в свою очередь, также шарнирно связан с указанным электрическим приводом. 2 илл.

Настоящая полезная модель относится к лазерам, имеющим средства для излучения и может быть использована для создания лазерных установок, обеспечивающих возможность отклонения лазерного пучка излучения на точно заданный угол. Данную полезную модель можно использовать, в частности, для создания лазерных установок, обеспечивающих передачу излучения по разным трасам, каждая из которых ведет к своему объекту. В качестве таких объектов могут быть, например, либо лазеры на разных красителях, либо разные пациенты и др.

Известна лазерная установка, описанная в патенте Российской Федерации 2111588 на изобретение «Лазерная установкам (з-ка на изобретение 93040408/25. МКИ⁶ H01S 3/02, приоритет от 1993.08.10, опубл. 1998.05.20).

Эта Лазерная установка содержит несколько лазеров с твердотельными активными элементами и лампами накачки, твердые шторки, зеркальные призмы и блок автоматического переключения. При этом блок автоматического переключения механически связан со шторками и обеспечивает перемещение отдельно каждой шторки таким образом, чтобы она полностью перекрывала лампу накачки.

В этой лазерной установке не обеспечивается отклонение идущего от лампы накачки излучения на заданный угол, т.к. в конструкции шторки не предусмотрено возможности отклонения перекрываемого ею излучение, а ставится задача его полного перекрытия.

Известна также лазерная установка, описанная в патент Российской Федерации 1839869 на изобретение «Устройство для автоматической юстировки импульсно-периодического лазера с неустойчивым резонатором» (з-ка 3122806/28, МПК H01S 3/086, пр-т от 1985.09.02, опубл., 2006.06.20).

Эта установка содержит котировочный лазер две пары фотоприемников, котировочные устройства для угловых перемещений глухого зеркала, блок для формирования управляющего сигнала, устройство защиты фотоприемников и блок задания частоты импульсов излучения. При этом устройство защиты фотоприемников состоит из шторок, имеющих размеры большие, чем апертура источника излучения, а сами шторки снабжены электромагнитными приводами, обеспечивающими их возвратно-поступательное движение, в качестве которого может служить типовое электромагнитное реле.

В этой лазерной установке также не обеспечивается отклонение идущего от лампы накачки излучения на заданный угол, т.к. в конструкции шторки не предусмотрено возможности отклонения перекрываемого ею излучение, а ставится задача его полного перекрытия.

Ближайшим из известных является лазерная установка, описанная в патенте Российской Федерации 94030865 на изобретение «Лазерное сканирующее устройством (з-ка 94030865/14 (МКИ⁶ A61N5/06, приоритет от 1994.08.03, опубл. 1997.04.20). Эта установка содержит He-Ne лазер, световод, двухкоординатное электромагнитное устройство управления лазерным лучом в пространстве и электронный затвор, который, в свою очередь, состоит из шторки, закрепленной шарнирно на оси, соединенной с сердечником электромагнита.

Данное устройство обеспечивает перемещение лазерного луча в пространстве в пределах определенного телесного угла, однако, границы этого телесного угла простым перекрытием лазерного пучка в заданной области телесного угла. При этом сам лазерный пучок построчно сканируется во всем пространстве телесного угла. Такое решение не обеспечивает перемещение пучка в точно заданных границах угла без сканирования его по всему объему этого угла.

Задачей данной полезной модели является обеспечение перемещения лазерного пучка в точно заданных границах угла без сканирования его по всему объему этого угла, т.е. из одного положения в другое, минуя какие-либо промежуточные перемещения.

Поставленная задача решается тем, что, как и известная, данная лазерная установка содержит жесткое основание, лазерный излучатель, подвижную металлическую шторку и электрический привод; при этом лазерный излучатель неподвижно установлен на указанном основании и на этом же основании подвижно закреплена указанная металлическая шторка, причем эта металлическая шторка механически связана с электрическим приводом, и установлена таким образом, чтобы при своем перемещении она полностью перекрывала апертуру излучения, выходящего из лазерного излучателя при его работе.

В отличие от известной в данной лазерная установке на основании установки жестко закреплена металлическая рамка с отверстием, размеры которого превышают размеры апертуры излучения, которое будет выходить из лазерного излучателя; указанная металлическая рамка установлена таким образом, чтобы ее отверстие охватывало со всех сторон указанную аппретуру излучения, а края рамки у этого отверстия не перекрывали излучение; на стороне металлической рамки, которая обращена в сторону от лазерного излучателя жестко закреплены три жестких упора, каждый из которых выполнен в виде шарообразного или конического тела, причем указанные упоры расположены со всех сторон указанной апертуры излучения и таким образом, чтобы наиболее узкий их конец был свободным и направлен в сторону, совпадающую с направлением распространения излучения, выходящего при работе лазерного излучателя, и чтобы крайние точки свободных концы этих упоров были расположены в одной плоскости, которая, в то же время, расположена под углом (30-60) градусов к оптической оси лазерного излучателя; причем указанная металлическая шторка закреплена на одной из сторон металлической рамки с помощью плавающих шарниров, поверхность стороны этой шторки, обращенная к выходному окну лазерного излучателя, выполнена зеркальной, а на стороне этой шторки, обращенной от выходного окна лазерного излучателя, установлен подпружинящий узел, к которому шарнирно присоединен металлический стержень, который, в свою очередь, также шарнирно связан с указанным электрическим приводом.

На рисунке показана механическая схема лазерной установки с изменением направления распространения лазерного пучка.

Данная лазерная установка содержит жесткое основание 1, которое может быть выполнено либо в виде стола, либо в виде рамочной или штыревой конструкции, либо в виде неразъемной плиты и т.п. На основании 1 неподвижно закреплены лазерный излучатель 2 и электрический привод 3. На этом же основании 1 жестко закреплена металлическая рамка 4, имеющая отверстие 5, размеры которого превышают размеры апертуры излучения, которое будет выходить из лазерного излучателя 2 во время его работы. При этом форма отверстие 5 не имеет никакого значения. Металлическая рамка 4 установлена таким образом, чтобы края отверстия 5 не перекрывали излучение, которое будет выходить из лазерного излучателя 2 во время его работы. На той стороне металлической рамки 4, которая направлена в сторону от лазерного излучателя 2, установлены три металлических упора 6. Металлические упоры 6 выполнены в виде продолговатых тел с заостренными или с закругленными свободными концами. Металлические упоры 5 расположены с трех сторон отверстия 5 и таким образом, чтобы свободные концы всех упоров 6 находились в одной плоскости, которая должна быть расположена по отношению к оптической оси лазерного излучателя 2 под углом (20-50). На одной из сторон металлической рамки 4 на плавающих шарнирах прикреплена глухая металлическая шторка 7, причем, одна из сторон 8 этой металлической шторки 7 выполнена с зеркальной поверхностью. Эта металлическая шторка 7 закреплена на металлической рамке 4 таким образом, чтобы при повороте се вокруг плавающих шарниров обеспечивалось накладывание ее стороны 8 с зеркальной поверхностью на свободные концы одновременно всех металлических упоров 6. На той стороне металлической шторки 7, которая не имеет зеркальной поверхности, установлен и жестко закреплен пружинный блок 9. Пружинный блок 9 через кулачковый шарнир присоединен к металлическому стержню 10, который, в свою очередь, присоединен к электрическому приводу 3. При этом металлический стержень 10 присоединен к электрическому приводу 3 таким образом, чтобы при работе электрического привода 3 обеспечивалось прижимание металлической шторки 7 к свободным концам металлических упоров 6 и отведение ее от металлических упоров 6.

Лазерная установка с изменением направления распространения лазерного пучка работает следующим образом.

При работе лазерный излучатель 2 генерирует излучение, которое попадает в отверстие металлической рамки 4 и, поскольку это отверстие превышает размеры апертуры указанного излучения, то оно (излучение) полностью проходит через это отверстие. При этом, подавая электрический ток на электрический привод 3, приводят его во вращение его ротор, который, в сою очередь, приводит в движение металлический стержень 10. Этот металлический стержень 10 давит через кулачковый шарнир на пружинный блок 9, а пружинный блок 9 давит на металлическую шторку 7 и заставляет ее поворачиваться вокруг плавающих шарниров, с помощью которых эта металлическая шторка 7 прикреплена к одному из краев металлической рамки 4. Металлическая шторка 7 поворачивается до тех пор, пока не достигнет свободных концов металлических упоров 6. При этом, поскольку металлическая шторка 7 прикреплена к металлической рамке 4 на плавающих шарнирах, то ее положение относительно рамки не будет жестко фиксированным и ее перемещение прекратиться только тогда, когда она своей плоскостью, обращенной к лазерному излучателю 2, ляжет на свободные концы всех трех металлических упоров 6. При этом, поскольку все металлические упоры 6 выполнены в виде продолговатых тел с заостренными или с закругленными свободными концами, то металлическая шторка 7 ляжет, практически, на три точки, и это исключит ее непроизвольное смещение относительно плоскости, заданной концами металлических упоров 6. В то же время, поскольку на металлическую шторку 7 давление металлического стержня 10 передается через подпружиненный кулачковый шарнир, то это давление само будет равномерно распределяться на все металлическая шторка 7 металлические упоры 6, в результате чего будет исключено смещение положения шторки 7, которое может происходить из-за ее неравномерного давления на концы металлических упоров 6, в то же самое время, поскольку свободные концы всех металлических упоров 6 лежат в плоскости, расположенной по определенным углом - (10-60)° - к оптической оси лазерного излучателя 2, то плоскость той стороны металлической шторки 7, которой она ложится на металлические упоры 6, будет наклонена к оптической оси лазерного излучателя 2 под таким же углом. Сторона же металлической шторки 7, которой она ложится на металлические упоры 6, выполнена зеркальной. Поэтому идущее от лазерного излучателя 2, попадая на эту строну будет отражаться от нее под указанным углом.

При следующем включении электрического привода 3 он будет поворачиваться в противоположную сторону и так же в противоположную заставит перемещаться сторону металлический стержень 10, который потянет за собой металлическую шторку 7 и будет перемещать ее на плавающих шарнирах до тех пор, пока она полностью не откроет отверстие металлической рамки 4. При этом в данном случае каких-либо ограничений в положении металлической шторки 7 не имеется - она должна только полностью открыть отверстие рамки. В результате этого излучение будет идти в пространстве по трассе, расположенной по углом к той, которая образуется после отражения излучения от зеркальной стороны 8 металлической шторки 7. Таким образом, последовательно открывая и перекрывая металлической шторкой 7 трассу излучения, идущего от лазерного излучателя 2, мы заставляем изменять направление распространения этого излучения. При этом, поскольку отражающая поверхность шторки устанавливается поперек трассы излучения под одним и тем же точно заданным углом, то излучение будет отклоняться каждый раз на один и тот же точно заданный угол.

Лазерная установка с изменением направления распространения лазерного пучка, содержащая жесткое основание, лазерный излучатель, подвижную металлическую шторку и электрический привод; при этом лазерный излучатель неподвижно установлен на указанном основании и на этом же основании подвижно закреплена указанная металлическая шторка, а сама эта металлическая шторка механически связана с электрическим приводом и установлена таким образом, чтобы при своем перемещении она полностью перекрывала апертуру излучения, выходящего из лазерного излучателя при его работе, отличающаяся тем, что в ней на жестком основании жестко закреплена металлическая рамка с отверстием, размеры которого превышают размеры апертуры излучения, которое будет выходить из лазерного излучателя, причем указанная металлическая рамка установлена таким образом, чтобы ее отверстие охватывало со всех сторон указанную аппретуру излучения, а края этой рамки не перекрывали само излучение; на стороне металлической рамки, которая обращена в сторону от лазерного излучателя, жестко закреплены три жестких упора, каждый из которых выполнен в виде шарообразного или конического тела, причем указанные упоры расположены со всех сторон отверстия рамки и таким образом, чтобы наиболее узкий их конец был свободным и направлен в сторону, совпадающую с направлением распространения излучения, выходящего при работе лазерного излучателя, и чтобы крайние точки свободных концов этих упоров были расположены в одной плоскости, которая в то же время расположена под углом 30-60º к оптической оси указанного излучателя; при этом указанная металлическая шторка закреплена на одной из сторон металлической рамки с помощью плавающих шарниров, поверхность стороны этой шторки, обращенная к выходному окну лазерного излучателя, выполнена зеркальной, а на стороне этой шторки, обращенной от выходного окна лазерного излучателя, установлен пружинящий узел, к которому шарнирно присоединен металлический стержень, который, в свою очередь, также шарнирно связан с указанным электрическим приводом.