Lazer emalı optik sistem həlli

Lazer emalı optik sistem həlli
Qərarılazer emalıOptik sistem həlli konkret tətbiq ssenarisindən asılıdır. Müxtəlif ssenarilər optik sistem üçün fərqli həllərə gətirib çıxarır. Konkret tətbiqlər üçün konkret təhlil tələb olunur. Optik sistem Şəkil 1-də göstərilib:

Düşüncə yolu: konkret proses məqsədləri –lazerxüsusiyyətləri – optik sistem sxeminin dizaynı – son məqsədin reallaşdırılması. Aşağıdakılar bir neçə fərqli tətbiq sahəsidir:
1. Dəqiq mikro emal sahəsi (işarələmə, aşındırma, qazma, dəqiq kəsmə və s.) Dəqiq mikro emal sahəsindəki ümumi tipik proseslər metallar, keramika və şüşə kimi materiallar üzərində mikrometrik emaldır, məsələn, mobil telefonlar üçün loqo işarəsi, tibbi stentlər, qaz yanacağı yeridilməsi üçün burunlar üçün mikro dəliklər və s. Emal prosesindəki əsas tələb budur: birincisi, son dərəcə kiçik fokuslanmış işıq ləkələrinə, son dərəcə yüksək enerji sıxlığına və ən kiçik istilik təsir zonasına və s. cavab verməlidir. Yuxarıda göstərilən tətbiqlər və tələblər üçün seçim və dizaynlazer işıq mənbələrivə digər komponentlər həyata keçirilir.
a. Lazer seçimi: Üstünlük verilən ultrabənövşəyi/yaşıl bərk lazer (nanosaniyə) və ya ultrasürətli lazer (pikosaniyə, femtosaniyə) əsasən iki səbəbdən qaynaqlanır. Birincisi, dalğa uzunluğunun fokuslanmış işıq nöqtəsi ilə mütənasib olması və ümumiyyətlə qısa dalğa uzunluğunun seçilməsidir. İkincisi, pikosaniyə/femtosaniyə impulslarının "soyuq emal" xüsusiyyətinə malik olması və enerjinin istilik diffuziyasından əvvəl tamamlanması və soyuq emal əldə edilməsidir. Ümumiyyətlə, fəza işıq çıxışı olan, şüa keyfiyyəti əmsalı M2 olan və ümumiyyətlə 1,1-dən az olan lazer işıq mənbəyi seçilir.
b. Şüa genişləndirmə sistemi və kollimasiya sistemi adətən dəyişkən böyütmə şüa genişləndirmə linzalarından (2X – 5X) istifadə edir və şüa diametrini mümkün qədər artırmağa çalışır. Şüa diametri fokuslanmış işıq nöqtəsi ilə tərs mütənasibdir və ümumiyyətlə Qalileya şüa genişləndirmə arxitekturasından istifadə olunur.
c. Fokuslama sistemi adətən yüksək performanslı F-Teta linzalarından (skanlama üçün) və ya telesentrik fokuslama linzalarından istifadə edir. Fokus uzunluğu fokuslanmış işıq nöqtəsi ilə mütənasibdir və ümumiyyətlə qısa fokus sahə linzaları (məsələn, f = 50 mm, 100 mm) istifadə olunur. Şəkil 1-də göstərildiyi kimi: Ümumiyyətlə, sahə linzası geniş baxış sahəsi, böyük diafraqma və aşağı aberrasiya göstəricilərinə nail ola bilən çoxelementli linza qrupundan (linzaların sayı ≥ 3) istifadə edir. Buradakı optik linzaların hamısı lazerin zədələnmə həddini nəzərə almalıdır.
d. Koaksial monitorinq optik sistemi: Optik sistemdə, dəqiq yerləşdirmə və emal prosesinin real vaxt rejimində monitorinqi üçün adətən koaksial görmə (CMOS) sistemi inteqrasiya olunur.
2. Makromaterial emalı Makromaterial emalının tipik tətbiq ssenarilərinə avtomobil təbəqə materiallarının kəsilməsi, gəmi gövdəsi polad lövhələrinin qaynaq edilməsi və batareya korpusunun qabıqlarının qaynaq edilməsi daxildir. Bu proseslər yüksək güc, yüksək nüfuzetmə qabiliyyəti, yüksək səmərəlilik və emal stabilliyi tələb edir.
3. Lazer qatqı istehsalı (3D çap) və üzlük lazer qatqı istehsalı (3D çap) və üzlük tətbiqləri adətən aşağıdakı tipik prosesləri əhatə edir: aerokosmik kompleks metal çapı, mühərrik bıçağının təmiri və s.
Əsas komponentlərin seçimi aşağıdakı kimidir:
a. Lazer seçimi: Ümumiyyətlə,yüksək güclü lif lazerləriadətən 500 Vt-dan çox gücə malik seçilir.
b. Şüa formalaşdırması: Bu optik sistemin düz işıq yayması lazımdır, buna görə də şüa formalaşdırması əsas texnologiyadır və buna difraksiya optik elementlərindən istifadə etməklə nail olmaq olar.
c. Fokuslama sistemi: Güzgülər və dinamik fokuslama 3D çap sahəsində əsas tələblərdir. Eyni zamanda, skan linzası kənar və mərkəz emalında ardıcıllığı təmin etmək üçün obyekt tərəfli telesentrik dizayndan istifadə etməlidir.