Устройство для лазерной обработки материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 23 К 26/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ6СТВУ

1 (21) 2918624/27 (22) 05.05,80 (46) 30.12.92. Бюл. N 48 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Северная заря" (72) Ю.В, Лакиэа и А,А. Малащенко (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее лазер, оптическую систему для фокусировки лазерного излучения, дополнительную оп-. тическую систему, установленную по ходу отразившегося от обрабатываемого материала излучения и световозвращэтель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,.с целью повышения эффективности. обработки эа счет многократного использования отразившегося от маИзобретение относится к лазерной обработке материалов и может быть использо-. вано при сварке, пайке, упрочнении и других термических операциях.

Цель изобретения — повышение эффективности обработки за счет многократного использования отразившегося от материала излучения.

На чертеже представлена схема устройства для лазерной обработки материалов.

Предлагаемое устройство содержит ла3ер 1, поляризатор 2, фокусирующий обьектив 3, дополнительный объектив 4, зеркало

5, оптический элемент 6. изменяющий поляризацию и световоэвращатель 7.

Линейно-поляризованное излучение лазера 1 р-поляризации проходит поляризатор

2 и объективом фокусируется на обрабатываемой поверхности 8. Отраженное излучение проходит дополни!ельне объектив 4 и отклотериала излучения, устройство дополнительно содержит отклоняющее зеркало, установленное по ходу отразившегося излучения, оптический элемент, установ-. ленный За отклоняющим зеркалом и изменяющий поляризацию излучения, поляризатор, установленный по ходу излучения, вышедшего из лазара, а световозвращатель ус ановлен на пути излучения, прошед;аего ч;реэ поляризатор и отклоняющее эьркало;

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем,. что, с целью увеличения числа возвратов отраженных от материала коротких импульсов излучения, оптический элемент, изменяющий поляризацию, выполнен в виде модулятора поляризации. няющим зеркалом 5 направляется на оптический элемент 6, поворачивающий плоскость поляризации излучения на 90 .

Данное линейно-поляризованное излу- Q чение S-поляризации отражается поляризатором в направлении объектива 3 и QQ фокусируется на поверхность 8, Отражен- () .ное от поверхности 8 излучение S-поляриэа- Ор ции, прошедшее объектив 4 отклоняется зеркалом 5 и оптическим элементом 6 преобразуется в излуЧение р-поляризации, которое пройдя поляризатор 2 попадает на световозвращатель 7, отражающий излуче. ние в обратном направлении. Пройдя оптический элемент 6 излучение преобразуется в излучение S-поляризации и зеркалом 5 отражается в направлении объектива 4, фокусирующего излучение на поверхность 8.

Отраженное в направлении объектива 3 излучение S-поляризации отклоняется поля892808

3 4 ризатором 2 s направлении оптического эле- Количество возвратов импульса излучемента 6, пройдя который, преобразуется-в ния в зону обработки определяется времеизлучениер-поляризации иотклоняетсязер- нем в течение которого модулятор не калом 5 на.объектив 4,: фокусирующий излу- изменяет поляризации излучения, Возврат чение на: обрабатываемой поверхности 8, 5 излучения может продолжаться до полного

Излучение р-поляризации,.отраженное в затухания. напра влении объектива 3 проходит поляризатор 4 в направлении лазера и в дальней- . Использование оптического модулятошем в обработке не участвует, ра поляризации с целью многократного возДля увеличения числа возвратов корот-, 10 врата излучения в зону обработки-также, ких импульсов. лазера 1 оптический элемейт, обеспечит защиту лазера от отраженного от изменяющий поляризацию:6-выполненввиде материала излучения, что важно для мощоптического модулятора поляризации.. ных лазеров.

Линейно-поляризованное излучение В качестве поляризатора в устройстве р-поляризации лазера 1 длител ьностью. 15 может быть использована соответствующая

:т, проходит поляризатор 2 и объективом 3. поляризационная призма или пластинка. В фокусируется на обрабатываемую поверх- качестве элемента, поворачивающего плоность 8. Отраженное в направлении объек- скость поляризации .на. 90 используется тива 4 излучение зеркалом.5:отклоняется на полуволновая пластинка, а в качестве модумодулятор поляризации:6, пройдя который 2" лятора может быть использован любой изпреобразуется в излучение S-:ïîëÿðèçàöèè . вестный модулятор обеспечивающий и поляризатором 2 отклоняется в.направле-. необходимую скорость переключения, нании объектива 3 и фокусируется. на поверх- пример, электрооптический. ности:8. - ..::,: . Мйогократное использование для обраПосле прохождения заднего фронта им= 25 ботки отраженного от материала излучения пульса через модулятор поляризации 6, мо-...позволяет повышать эффективность лазердулятор превращают в иэотропную среду, ной обработки. Повышение эффективности пропускающую излучеййе и не изменяю- выражается вувеличенииколичествапоглощую поляризацию.. щенной материалом энергии в 1,5-3 раза в

Таким образом, импульс излучения Я- 30:.зависимости. от материала и состояния пополяризации многократйо возвращается в верхности:, что приводитлибо к увеличению зону обработки; . глубины проплавления материала либо к . Для.возврата всего импульса в зону об- увеличению скорости обработки почти в 3 работки необходимо, чтобы выполнялось раза, Существенное повышение эффектив,следующее условие: 35 ности обработки за счет увеличения доли поглощенной материалом энергии лазерно+ ., го излучения может быть достигнуто при с . обработке материалов, имеющих зеркальную поверхность и при нераэрушаемой обгдет — время переключения оптического мо- 40 работке. дулятора поляризации; Основное преимущество и редложенноi — опитческая длина пути модулятор 6 — ro устройства перед аналогичными иэвестполяризатор 2 — объектив 3. — объектив 4 — ными заключается в многократном возврате зеркало 5 — модулятор 6; зеркально отраженного от обрабатываемоС вЂ” скорость света. 45 ro материала излучения в зону обработки.

892808

Составитель

Текред M.Moðf åêòàë

Корректор М.Максимишинец

Редактор Л.Письман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 570 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,.Раушская наб., 4/5