Устройство для формирования лазерного излучения и лазер с таким устройством

Авторы патента:

МИХАЙЛОВ Алексей (DE)

КОЛОТУШКИН Юрий (RU)

G02B27/09 - формирование луча, например изменением площади поперечного сечения, не отнесенное к другим рубрикам

Владельцы патента RU 2539680:

ЛИМО ПАТЕНТФЕРВАЛЬТУНГ ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Изобретение относится к лазерной оптике. Устройство для формирования лазерного излучения (3) содержит гомогенизаторы (1), выполненные с возможностью отдельно гомогенизировать множество частичных лучей (6) или множество групп (7) частичных лучей (6) лазерного излучения (3) таким образом, чтобы идущие от гомогенизаторов (1) частичные лучи (6) или их группы (7) в рабочей плоскости (8) создавали соответственно линейное распределение (9, 19) интенсивности с круто спадающими на концах фронтами (10). При этом средства перекрытия (2) частичных лучей (6) или их групп (7) выполнены и установлены таким образом, что в рабочей плоскости (8) создается линейное распределение (11, 20) интенсивности, длина которого больше длины каждого из линейных распределений (11, 20) интенсивности частичных лучей (6) или их групп (7). Средства перекрытия (2) включают в себя линзовую матрицу с множеством линз (5). Причем для линз (5) линзовой матрицы выполняется условие: 2·F·NA(50%)=M·P₂, где М=1, 2, 3,…, F - фокусное расстояние каждой из линз, Р₂ - межцентровое расстояние между линзами, NA(50%) - числовая апертура каждой из линз (5), определяемая углом, при котором интенсивность проходящего через линзы (5) света уменьшается наполовину. Технический результат заключается в обеспечении возможности упрощения конструкции. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение касается устройства для формирования лазерного излучения в соответствии с ограничительными частями п.1 и 2, а также лазера соответствии с ограничительной частью п. 12 формулы.

Определения. «В направлении распространения лазерного излучения» означает среднее направление распространения лазерного излучения, в частности, если оно не является плоской волной или является, по меньшей мере, расходящимся. Под «лазерным лучом», «световым лучом», «частичным лучом» или «лучом», если это не указано особо, подразумевается не идеализированный луч геометрической оптики, а реальный световой луч, например лазерный луч гауссова профиля или модифицированного гауссова профиля или Top-Hat-профиля, который имеет не бесконечно малое, а вытянутое сечение. Под Тор-Hat-распределением или Top-Hat-распределением интенсивности или Top-Hat-профилем подразумевается распределение интенсивности, которое в отношении, по меньшей мере, одного направления описывается, в основном, прямоугольной функцией (rect(x)). При этом реальные распределения интенсивностей, имеющие отклонения от прямоугольной функции в процентном диапазоне или спадающие фронты, могут называться также Top-Hat-распределением или Top-Hat-профилем.

Устройство для формирования лазерного излучения описанного выше рода и лазер описанного выше рода известны из WO 2008/006460 A1. В нем в качестве гомогенизатора предусмотрена линзовая матрица, линзы которой имеют разную ширину. В частности, ширина линз уменьшается от края к середине. За счет этого достигается Top-Hat-угловое распределение с трапециевидно спадающими фронтами проходящего через гомогенизаторы лазерного излучения. Несколько лазерных модулей с такими гомогенизаторами могут располагаться рядом друг с другом так, что их лазерные излучения в рабочей плоскости перекрываются в однородное линейное распределение интенсивности.

Недостатком этого уровня техники является тот факт, что требуется Top-Hat-угловое распределение с трапециевидно спадающими фронтами. Для его достижения гомогенизаторы приходится выполнять сложными, причем межцентровые расстояния (питч) между линзами уменьшаются снаружи внутрь.

Задачей, лежащей в основе настоящего изобретения, является создание устройства для формирования лазерного излучения описанного выше типа и лазера описанного выше типа, которые, в частности в отношении выполнения гомогенизаторов, имели бы более простую и/или недорогую конструкцию и обеспечивали бы высокую линейную однородность распределения интенсивности по всей рабочей плоскости.

Согласно изобретению, это достигается посредством устройства для формирования лазерного излучения описанного выше рода с отличительными признаками п.1 и/или посредством устройства для формирования лазерного излучения описанного выше рода с отличительными признаками п.9, а также посредством лазера описанного выше рода с отличительными признаками п.17 формулы. Зависимые пункты касаются предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

По п.1 предусмотрено, что для линз линзовой матрицы справедливо следующее условие:

2·F·NA(50%)=M·P_2,

где М=1, 2, 3,…, причем F обозначает фокусное расстояние каждой из линз, Р₂ - межцентровое расстояние между линзами, a NA(50%) - числовую апертуру каждой из линз, определяемую посредством того угла, при котором интенсивность проходящего через линзы света уменьшилась наполовину.

По п.9 также предусмотрено, что средства перекрытия включают в себя линзовую матрицу с множеством линз, причем для линз линзовой матрицы выполняется условие:

2·F·NA(50%)=M·P_2,

Указанные признаки служат для того, чтобы обеспечить однородное перекрытие отдельных частичных лучей или групп частичных лучей по всей рабочей плоскости без необходимости того, чтобы фронты угловых распределений трапециевидно спадали, или без необходимости того, чтобы гомогенизаторы имели изменяющиеся межцентровые расстояния между линзами. Согласно настоящему изобретению очень высокая однородность достигается при указанном соотношении между геометрическим расположением линз линзовой матрицы и числовой апертурой каждой линзы, соответствующей 50% интенсивности проходящего света. Для данного изобретения гомогенизаторы могут быть выполнены из равномерно распределенных одинаковых линз.

Благодаря изобретению можно создавать, в принципе, однородные линейные распределения интенсивности лазерного излучения произвольной длины. Кроме того, качество однородности нарушается только за счет производственных допусков при изготовлении линзовых матриц для гомогенизаторов и/или средств перекрытия. Большая однородность может достигаться без сложной настройки.

За счет соблюдения вышеуказанного условия и одновременного наличия обратной связи, обеспечиваемой средствами управления в устройстве по п. 9, можно достичь очень однородных распределений интенсивностей.

Дополнительно может быть предусмотрено, что для лазерного излучения и линз линзовой матрицы справедливо следующее условие:

где w₀ обозначает расстояние в рабочей плоскости между максимальной интенсивностью и уменьшившейся до 1/е² интенсивностью созданного одной из линз распределения интенсивности, a d - расстояние в рабочей плоскости между максимальными интенсивностями созданных двумя соседними линзами распределений интенсивностей. Предпочтительным в этом варианте является, с одной стороны, то, что гауссоподобные угловые распределения частичных лучей или групп частичных лучей могут перекрываться так, что возникают однородные линии. Требование w₀/d>1,1 необязательно соблюдать так же строго, как требование 2·F·NA(50%)=М·Р₂, поэтому конструкция такого устройства может быть более простой.

Другие признаки и преимущества изобретения поясняются с помощью нижеследующего описания предпочтительных примеров его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлены:

- фиг. 1: схематичный вид сверху первого варианта устройства для формирования лазерного излучения, причем поясняется распределение интенсивности одной группы частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 2: схематичный вид сверху первого варианта устройства, причем поясняется распределение полной интенсивности всех групп частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 3: схематичный вид сверху второго варианта устройства для формирования лазерного излучения, причем поясняется распределение полной интенсивности всех групп частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 4: схематичный вид сверху третьего одного варианта устройства для формирования лазерного излучения, причем поясняется распределение интенсивности одной группы частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 5: схематичный вид сверху третьего варианта устройства для формирования лазерного излучения, причем поясняется распределение полной интенсивности всех групп частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 6: схематичный вид сверху четвертого варианта устройства для формирования лазерного излучения, причем поясняется распределение интенсивности одной группы частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 7: схематичный вид сверху четвертого варианта устройства для формирования лазерного излучения, причем поясняется распределение полной интенсивности всех групп частичных лучей в рабочей плоскости;

- фиг. 8: схематичный подробный вид сверху лазера с пятым вариантом устройства для формирования лазерного излучения;

- фиг. 9: схематичный подробный вид сбоку лазера из фиг. 8.

На фигурах одинаковые или функционально одинаковые детали или световые лучи или распределения интенсивностей обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Кроме того, на некоторых фигурах для наглядности обозначена декартова система координат.

Изображенный на фиг. 1 и 2 вариант устройства включает в себя гомогенизаторы 1 и средства перекрытия 2. При этом средства перекрытия 2 расположены в направлении Z распространения формируемого лазерного излучения 3 за гомогенизаторами 1.

Гомогенизаторы 1 выполнены в виде единой линзовой матрицы и включают в себя большое число расположенных рядом друг с другом в направлении X линз 4. При этом речь может идти о цилиндрических линзах с проходящими в направлении Y осями, а также о сферических линзах.

Средства перекрытия 2 выполнены также в виде единой линзовой матрицы и включают в себя большое число расположенных рядом друг с другом в направлении X линз 5. При этом речь также может идти о цилиндрических линзах с проходящими в направлении Y осями, а также о сферических линзах. Линзы 5 могут иметь одинаковое фокусное расстояние F.

В изображенном примере средства перекрытия 2 содержат пять линз 5. Можно также вполне предусмотреть большее, в частности заметно большее, число линз 5, причем тогда соответственно больше и число линз 4 гомогенизаторов 1.

В изображенном примере ширина линз 5 средств перекрытия 2 в три раза больше ширины линз 4 гомогенизаторов 1, так что каждой из линз 5 средств перекрытия 2 соответствуют три линзы 4 гомогенизаторов 1. Соответственно к межцентровому расстоянию (питч) Р₁ между линзами 4 и межцентровому расстоянию Р₂ между линзами относится отношение 3·P₁=Р₂ (фиг. 1).

Можно также предусмотреть меньшие или большие линзы 4 гомогенизаторов 1. В частности, существует возможность придания большего числа линз 4 гомогенизаторов 1 каждой из линз 5 средств перекрытия 2.

В изображенном примере формируемое лазерное излучение 3 при попадании на гомогенизаторы 1 должно иметь линейное распределение интенсивности, причем длина линии этого линейного распределения интенсивности в направлении X приблизительно соответствует длине гомогенизаторов 1 в направлении X.

Лазерное излучение 3 расщепляется линзами 4 гомогенизаторов 1 на большое число частичных лучей 6. Каждая группа 7 из трех частичных лучей 6 проходит через одну из линз 5 средств перекрытия 2. В рабочей плоскости 8, расположенной на расстоянии D от линз 5 средств перекрытия 2, соответствующем фокусному расстоянию F линз 5, три частичных луча 6 каждой группы 7 перекрываются с формированием линейного распределения 9 интенсивности (фиг. 1).

Распределение 9 интенсивности имеет, в основном, форму Top-Hat-распределения, которое имеет, однако, не бесконечно крутые, а сравнительно умеренно спадающие фронты 10 (фиг. 1). Форма распределения 9 интенсивности задается формой гомогенизаторов 1, в частности формой каждой из отдельных линз 4.

На фиг. 2 гомогенизаторы 1 и средства перекрытия 2 выполнены и расположены таким образом, что в рабочей плоскости 8 распределения 9 интенсивности отдельных групп 6 частичных лучей 7 перекрыты соответственно на 50% максимальной интенсивности отдельных распределений 9 интенсивности. В результате возникает очень однородное распределение 11 полной интенсивности.

Условие, при котором по существу отсутствуют колебания для перекрытия отдельных распределений 9 интенсивности в распределении 11 полной интенсивности, можно записать как

2·F·NA(50%)=P₂

При этом NA(50%) обозначает числовую апертуру каждой из линз 5, определяемую углом, при котором интенсивность проходящего через линзы 5 света уменьшается наполовину.

Дополнительное условие заключается в том, чтобы интенсивности отдельных групп 7 частичных лучей 6 в рабочей плоскости 8 были одинаковы. Этого можно достичь с помощью устройства, изображенного на фиг. 8 и 9.

В этом лазере между гомогенизаторами 1 и средствами перекрытия 2 расположены светоделители 12, причем их число соответствует числу линз 5 средств перекрытия 2. Посредством светоделителей 12 соответственно небольшая часть 13 света группы 7 частичных лучей 6 отклоняется от направления Z распространения вверх, на фиг. 9, или в направлении Y.

Эти части 13 лазерного излучения 3 попадают на сенсоры 14, которые могут определять интенсивность каждой из групп 7 частичных лучей 6. Далее лазер включает в себя компараторы 15, которые могут сравнивать между собой определяемые сенсорами 14 интенсивности отдельных групп 7 частичных лучей 6. Компараторы 15 могут управлять блоком питания одного или нескольких, схематично изображенных на фиг. 9 источников 17 лазерного излучения таким образом, что интенсивности групп 7 частичных лучей 6 уравниваются.

Этим можно достичь того, что через каждую из линз 5 средств перекрытия 2 проходит лазерное излучение одинаковой мощности. Это приводит к очень однородному линейному распределению 11 полной интенсивности, изображенному на фиг. 2.

На фиг. 8 и 9 штриховыми линиями обозначены светоделители 12′ и сенсоры 14′, которые могут быть предусмотрены в качестве альтернативы обозначенным сплошными линиями светоделителям 12 и сенсорам 14 за средствами перекрытия 2.

Сенсоры 14 могут быть выполнены в виде фотодиода, фоторезистора, фототранзистора, фотоэлемента и т.п.

Светоделители 12′, сенсоры 14′ и компараторы 15 образуют в совокупности средства управления, которые обеспечивают одинаковую мощность или интенсивность групп 7 частичных лучей 6 в рабочей плоскости 8. Эти средства управления могут быть также предусмотрены во всех вариантах на фиг. 2-7.

В вариантах на фиг. 1 и 2 линзы 4 гомогенизаторов 1 выполнены таким образом, что диаграмма направленности или угловое распределение групп 7 частичных лучей 6 имеет умеренно спадающие фронты. Перекрытие на расстоянии D=F за линзами 5 дает тогда изображенные на фиг. 1 и 2 распределения 9 интенсивности.

Однако согласно изобретению можно также выполнить линзы 4 гомогенизаторов 1 таким образом, чтобы диаграмма направленности или угловое распределение групп 7 частичных лучей 6 имела/имело приблизительно бесконечно круто спадающие фронты или сильно приближались к идеальному Top-Hat-угловому распределению. В этом случае рабочая плоскость 8 выбирается не на расстоянии D=F за линзами 5, а на расстоянии D=F+δ. При этом дополнительное расстояние 8 выбирается так, чтобы в рабочей плоскости 8 перекрытое распределение 9 интенсивности отдельных групп 7 частичных лучей 6 имело менее круто спадающие фронты 10.

На фиг. 3 изображен вариант, в котором средства перекрытия 2 отсутствуют. Перекрытие групп 7 частичных лучей 6 происходит в дальнем поле, т.е. на большом удалении от гомогенизаторов 1.

На фиг. 4 и 5 изображен вариант, в котором фокусное расстояние F линз 5 средств перекрытия 2 больше, чем в варианте на фиг.1 и 2. Вследствие этого распределение 9 интенсивности отдельных групп 7 частичных лучей 6 в рабочей плоскости 8 шире. Если выполнено условие

2·F·NA(50%)=M·P_2,

где М=1, 2, 3,…, то, тем не менее, возникает лишенное колебаний перекрытие распределений 9 интенсивности - распределение 18 полной интенсивности (фиг. 5). На фиг. 4 и 5 изображен случай, когда М=2.

В варианте на фиг. 6 и 7 линзы 4 гомогенизаторов 1 выполнены таким образом, что диаграмма направленности или угловое распределение групп 7 частичных лучей 6 имеет, правда, умеренно спадающие фронты, однако не имеет угловых диапазонов постоянной интенсивности. Перекрытие на расстоянии D=F за линзами 5 дает тогда изображенные на фиг. 6 и 7 распределения 19 интенсивности без выраженного пологого участка, схожие с гауссовым распределением.

Условием перекрытия с образованием распределения 20 полной интенсивности с неоднородностями менее 1% является следующее:

При этом w₀ обозначает расстояние в рабочей плоскости 8 между максимальной интенсивностью и интенсивностью, уменьшившейся до 1/е², в распределении 19 интенсивности, создаваемом одной из линз 5, a d - расстояние в рабочей плоскости 8 между максимальными интенсивностями распределений 19 интенсивности, создаваемых двумя соседними линзами 5.

1. Устройство для формирования лазерного излучения (3), содержащее:
гомогенизаторы (1), выполненные с возможностью отдельно гомогенизировать множество частичных лучей (6) или множество групп (7) частичных лучей (6) лазерного излучения (3) таким образом, чтобы идущие от гомогенизаторов (1) частичные лучи (6) или группы (7) частичных лучей (6) в рабочей плоскости (8) создавали соответственно линейное распределение (9, 19) интенсивности с круто спадающими на концах фронтами (10);
средства перекрытия (2) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6), выполненные и установленные таким образом, что в рабочей плоскости (8) создается линейное распределение (11, 20) интенсивности, длина которого больше длины каждого из линейных распределений (11, 20) интенсивности частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6),
причем средства перекрытия (2) включают в себя линзовую матрицу с множеством линз (5),
отличающееся тем, что для линз (5) линзовой матрицы выполняется условие:
2·F·NA(50%)=M·P₂
где М=1, 2, 3,…, F - фокусное расстояние каждой из линз, Р₂ - межцентровое расстояние между линзами, NA(50%) - числовая апертура каждой из линз (5), определяемая углом, при котором интенсивность проходящего через линзы (5) света уменьшается наполовину.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гомогенизаторы (1) и/или линзовая матрица расположены и/или выполнены с возможностью прохождения через каждую из линз (5) одного из частичных лучей (6) или одной группы (7) частичных лучей (6).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все линзы (5) линзовой матрицы имеют одинаковое фокусное расстояние.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линзы (5) линзовой матрицы имеют одинаковую ширину и/или одинаковое межцентровое расстояние (Р₂).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно для лазерного излучения (3) и для линз (5) линзовой матрицы выполняется условие:

где w₀ - расстояние в рабочей плоскости (8) между максимальной интенсивностью и интенсивностью, уменьшившейся до 1/е² в распределении (19) интенсивности, создаваемом одной из линз (5), a d - расстояние в рабочей плоскости (8) между максимальными интенсивностями в распределениях (19) интенсивности, создаваемых двумя соседними линзами (5).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит средства управления, которые включают в себя сенсоры (14), выполненные с возможностью определения интенсивности каждого из выходящих из гомогенизаторов (1) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что сенсоры (14) выполнены в виде фотодиода, фоторезистора, фототранзистора, фотоэлемента и т.п.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит средства управления, которые включают в себя компараторы (15), выполненные с возможностью сравнения интенсивностей выходящих из гомогенизаторов (1) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6).

9. Устройство для формирования лазерного излучения (3), содержащее:
гомогенизаторы (1), выполненные с возможностью отдельно гомогенизировать множество частичных лучей (6) или множество групп (7) частичных лучей (6) лазерного излучения (3) таким образом, чтобы идущие от гомогенизаторов (1) частичные лучи (6) или группы (7) частичных лучей (6) в рабочей плоскости (8) создавали соответственно линейное распределение (9, 19) интенсивности с круто спадающими на концах фронтами (10);
средства перекрытия (2) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6), выполненные и установленные таким образом, что в рабочей плоскости (8) создается линейное распределение (11, 20) интенсивности, длина которого больше длины каждого из линейных распределений (11, 20) интенсивности частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6), и
средства управления, выполненные с возможностью оказывать такое влияние на лазерное излучение (3), чтобы была одинаковой интенсивность каждого из выходящих из гомогенизаторов (1) частичных лучей (6) или каждой из выходящих из гомогенизаторов (1) групп (7) частичных лучей (6)
отличающееся тем, что средства перекрытия (2) включают в себя линзовую матрицу с множеством линз (5), причем для линз (5) линзовой матрицы выполняется условие:
2·F·NA(50%)=M·P₂
где M=1, 2, 3, …, F - фокусное расстояние каждой из линз, Р₂ - межцентровое расстояние между линзами, NA(50%) - числовая апертура каждой из линз (5), определяемая углом, при котором интенсивность проходящего через линзы (5) света уменьшается наполовину.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что гомогенизаторы (1) и/или линзовая матрица расположены и/или выполнены с возможностью прохождения через каждую из линз (5) одного из частичных лучей (6) или одной группы (7) частичных лучей (6).

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что все линзы (5) линзовой матрицы имеют одинаковое фокусное расстояние.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что линзы (5) линзовой матрицы имеют одинаковую ширину и/или одинаковое межцентровое расстояние (Р₂).

13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что дополнительно для лазерного излучения (3) и для линз (5) линзовой матрицы выполняется условие:
,
где w₀ - расстояние в рабочей плоскости (8) между максимальной интенсивностью и интенсивностью, уменьшившейся до 1/е² в распределении (19) интенсивности, создаваемом одной из линз (5), a d - расстояние в рабочей плоскости (8) между максимальными интенсивностями в распределениях (19) интенсивности, создаваемых двумя соседними линзами (5).

14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства управления включают в себя сенсоры (14), выполненные с возможностью определения интенсивности каждого из выходящих из гомогенизаторов (1) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6).

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что сенсоры (14) выполнены в виде фотодиода, фоторезистора, фототранзистора, фотоэлемента и т.п.

16. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства управления включают в себя компараторы (15), выполненные с возможностью сравнения интенсивностей выходящих из гомогенизаторов (1) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6).

17. Лазер, содержащий по меньшей мере один источник (17) лазерного излучения и устройство для формирования лазерного излучения (3), отличающийся тем, что устройство для формирования лазерного излучения (3) представляет собой устройство по любому из пп.1-16.

18. Лазер по п.17, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один блок питания (16) по меньшей мере для одного источника (17) лазерного излучения и средства управления, выполненные с возможностью управлять по меньшей мере одним блоком питания (16) с возможностью сравнения интенсивностей выходящих из гомогенизаторов (1) частичных лучей (6) или групп (7) частичных лучей (6), в частности с возможностью их уравнивания.

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения углов в машиностроении, а также к приборам навигации космических аппаратов. Способ повышения разрешающей способности измерения угловых координат светящегося ориентира по величинам сигналов и порядковым номерам фоточувствительных элементов, расположенных симметрично с заданным угловым шагом относительно некоторой оси, заключается в увеличении скорости изменения сигнала по углу указанных фоточувствительных элементов.

Устройство и способ оптического освещения // 2510060

Устройство детектирования люминесценции в образце включает оптическую систему для освещения образца линейным пучком, содержащую источник света (24), имеющий асимметричное распределение интенсивности, формирователь (30) пучка, преобразующий пучок света от источника света в промежуточное астигматическое изображение, и систему (L1, 26) формирования изображения для преобразования промежуточного астигматического изображения в окончательное астигматическое изображение.

Технологический объектив для лазерной обработки // 2504809

Изобретение может быть использовано, в частности, при резке листового стекла и/или других прозрачных или полупрозрачных хрупких материалов и при лазерной обработке крупногабаритных изделий сложной формы.

Способ изменения диаметра перетяжки выходного лазерного пучка на фиксированном расстоянии от лазера // 2488861

Изобретение относится к лазерной технике. .

Коллимирующая оптическая система для полупроводникового лазера // 2481605

Изобретение относится к оптико-электронным системам измерения расстояния, локации, наведения, связи и другим устройствам, в которых используется излучение полупроводниковых лазеров.

Согласующая лазерная оптическая система для обеспечения постоянства размера и положения выходной перетяжки // 2435182

Изобретение относится к оптике, а точнее к лазерным оптическим системам. .

Способ формирования пространственного профиля интенсивности лазерного пучка // 2410735

Устройство для формирования лазерного луча // 2401986

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при проведении высокоточной сборки исследовательского оборудования, например, при прецизионной юстировке большого числа модулей линейного коллайдера ТэВ-ного диапазона, а также в других областях: в метрологии, связи, геодезии, строительстве.

Оптическая система для полупроводниковых лазеров // 2390811

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптическим системам, коллимирующим излучение лазерного пучка с одновременной анаморфотной коррекцией формы поперечного сечения и углового распределения интенсивности лазерного пучка, а также суммирующим излучение двух или более полупроводниковых (далее - п/п) лазеров на одной оптической оси, и может быть использовано в системах оптической локации, оптической связи, управления и др.

Устройство гомогенизации света, а также способ изготовления устройства // 2362193

Осветительное устройство, включающее в себя несколько источников света и одну отражательную систему, и блок отражателя // 2539976

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение мощности. Осветительное устройство (1) включает в себя несколько источников (4) света и одну отражательную систему, при этом источники (4) света расположены перед отражательной поверхностью отражательной системы и включают в себя несколько средств освещения, которые расположены вокруг выходного отверстия (10) отражательной системы. Луч света от источников (4) света за счет отражения отклоняется в основном направлении излучения осветительного устройства (1) посредством отражательной системы. Осветительное устройство снабжено первым отражательным участком (2) и выполненным выпуклым вторым отражательным участком (5), первый и второй отражательные участки согласованы друг с другом таким образом, что основной световой луч может создаваться за счет того, что свет от источников (4) света сначала падает на второй отражательный участок (5), а затем на первый отражательный участок (2) и выходит из осветительного устройства в основном направлении излучения. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.

Устройство формирования пространственного профиля интенсивности лазерного пучка // 2565354

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для получения световых пучков с заданным пространственным профилем интенсивности. Устройство формирования пространственного профиля интенсивности лазерного пучка включает последовательно расположенные по ходу распространения лазерного пучка прозрачный оптический элемент, по световой апертуре которого распределены элементы, изменяющие параметры проходящего через них лазерного излучения, фильтр пространственных частот, ретранслятор изображения. Элементы, распределенные по световой апертуре прозрачного оптического элемента, выполнены в форме сплошных, прямых, параллельных друг другу линий одинаковой ширины. Длина каждой линии превышает размер апертуры лазерного пучка. Расстояние между линиями неодинаковое и выбирается в соответствии с функцией распределения интенсивности формируемого пространственного профиля пучка в плоскости, перпендикулярной линиям. Элементы, распределенные по световой апертуре прозрачного оптического элемента, обеспечивают или рассеяние, или изменение интенсивности или поляризации, или совокупность рассеяния, изменения интенсивности и поляризации проходящего через них лазерного излучения. Технический результат - снижение общего числа элементов и координат для их позиционирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Линза, модуль задней светодиодной подсветки и устройство отображения // 2566529

Линза содержит нижнюю поверхность; поверхность падения света для приема света источника света; первую выпуклую поверхность, используемую в качестве первой поверхности выхода света; первую кольцеобразную наклонную поверхность, используемую в качестве второй поверхности выхода света; вторую выпуклую поверхность, используемую в качестве третьей поверхности выхода света. Первая, вторая и третья поверхности выхода света последовательно соединены по направлению сверху вниз и изнутри наружу. Вторая и третья поверхности выхода света соприкасаются и образуют первую ступень. Поверхность падения света представляет собой внутреннюю вогнутую поверхность, касательные линии образующих которой пересекают ее ось вращения и образуют первые прилежащие углы. Первая поверхность выхода света - выпуклая поверхность с центральным углублением, касательные линии образующих которой пересекают ее ось вращения и образуют вторые прилежащие углы. Вторая поверхность выхода света пересекает нижнюю поверхность и образует третий прилежащий угол выхода. Технический результат - увеличение равномерности пучка при выходе из линзы. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Лазерный диод // 2581445

Лазерный диод содержит излучающий элемент с линзой для формирования излучения. Линза включает центральную зону, которая имеет оптическую силу и обеспечивает коллимирование потока излучения. Лучи, прошедшие через центральную зону, отражаются от внешней наклонной грани линзы, которая выводит излучение наружу. Технический результат заключается в обеспечении максимальной плотности светового потока излучения в направлении под требуемым углом к продольной оси контсрукции. 1 ил.

Линза для формирования излучения лазерного диода // 2581448

Линза для формирования излучения лазерного диода включает расположенные по ходу излучения излучающего элемента диода внутреннюю и внешнюю поверхности. Центральная зона внутренней поверхности имеет оптическую силу, обеспечивающую коллимирование потока излучения. Внешняя поверхность линзы имеет призменную форму, вершина которой расположена от источника излучения, и содержит основную поверхность, расположенную в непосредственной близости от излучающего элемента диода, и вспомогательную поверхность, установленную под углом к продольной оси линзы и к основной поверхности. Углы расположения внешней основной и вспомогательной поверхностей линзы выбраны таким образом, чтобы обеспечить угол полного внутреннего отражения. Поток излучения излучающего элемента полностью отражается от внутренней стороны основной поверхности внутрь корпуса линзы и выходит под прямым углом к ее вспомогательной поверхности. Технический результат заключается в создании оптического устройства, обеспечивающего максимальную плотность светового потока излучения светодиода в направлении под требуемым углом к продольной оси оптического устройства, характеризующегося простотой конструкции. 1 ил.

Модульная сборка на основе сид // 2589033

Изобретение относится к осветительной системе, содержащей: плату СИД, несущую СИДы; и оптическую плату на плате СИД; причем оптическая плата выполнена из оптических модулей, расположенных рядом друг с другом согласно заранее определенным ориентациям по отношению друг к другу, причем каждый оптический модуль содержит, по меньшей мере, один оптический элемент, выполненный с возможностью быть обращенным к, по меньшей мере, одному из упомянутых СИДов и изменять параметр света, излучаемого этим, по меньшей мере, одним СИД, причем осветительная система снабжена механическими элементами защиты от неправильного обращения, выполненными с возможностью препятствовать размещению оптических модулей согласно ориентациям по отношению друг к другу, отличным от упомянутых заранее определенных ориентаций. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 20 ил.

Способ изменения направления и уменьшения расходимости излучения полупроводникового вертикально излучающего лазера // 2606702

Способ изменения направления и уменьшения расходимости излучения полупроводникового вертикально излучающего лазера включает в себя измерение диаграммы направленности VCSEL. Используют модель излучения для моделирования дифракционной решетки таким образом, чтобы обеспечить требуемый поворот излучения и диаграмму его распространения. На основании модели изготавливают дифракционную решетку. Разогревают дифракционную решетку и кристалл излучателя. На кристалл излучателя помещают дифракционную решетку и производят их склеивание. Технический результат изобретения - расширение арсенала способов изменения направления и уменьшения расходимости излучения полупроводникового вертикально излучающего лазера. 2 ил.

Устройство для освещения внутренней стороны цилиндра светом и устройство для преобразования лучей для такого устройства // 2631542

Устройство для освещения внутренней стороны цилиндра светом содержит коллиматор, отражающий конус, установленный на оптической оси, коническое зеркало. Также устройство содержит устройство для преобразования лучей, которое выполнено на основе матриц цилиндрических линз, расположенных вокруг оптической оси, второе коническое зеркало, гомогенизатор в виде полой трубки с рифлёной поверхностью, тороидальную линзу или тороидальное зеркало, установленные на выходе устройства. Технический результат заключается в обеспечении однородного кольцевого освещения зоны фокусировки на внутренней поверхности цилиндра. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 24 ил.

Осветительное устройство // 2632254

Осветительное устройство содержит массив источников света, излучающих конусы света с краями, которые пересекаются в плоскости пересечения, и линзовый блок для гомогенизации распределения интенсивности в дальней зоне. Массив источников света и линзовый блок расположены так, что либо конусы излучения пересекают линзовый блок и расстояние между массивом источников света и линзовым блоком отклоняется от суммы или разности между фокусным расстоянием линзового блока и расстоянием между плоскостью пересечения и массивом (2) источников (3) света на 20 процентов или меньше. Технический результат заключается в обеспечении однородности распределение интенсивности в дальней зоне. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.