Фокусировка лазерного излучения

Формулы предельной дифракционной расходимости и размера пятна в фокусе тонкой линзы:

d = f·θ

θ_d = 2,44·λ/D

d ≥ 2,44 f·λ/D

При относительном отверстии фокусирующей системы более 1/10 необходимо учитывать сферическую аберрацию.

где, f - фокусное расстояние линзы,

D – диаметр лазерного пучка в плоскости линзы (про уровню 1/е²),

k – коэффициент,

М² – параметр модового состава излучения,

λ – длина волны излучения

Величины k определенные для каждого материала при длине волны излучения 10.6µm приведены в таблице: Таблица 2

Рис. 9 Размер лазерного пятна обусловленный дифракцией и сферической аберрацией для менисковой линзы из ZnSe с фокусным расстоянием 125 мм

Рис. 10 Пример расчета объектива, формирующего в фокальной плоскости эллиптическое пятно лазерного излучения TEM₀₀

Рис. 10 Преобразование излуче­ния сплошного круглого сечения в излучение кольцевого сечения: 1 — аксикон; 2 — линза; 3 — обрабаты­ваемая деталь; 4 — лазерное излучение

Рис.11 Устройство, формирующее эллиптическое лазерное пятно, вращающееся вдоль окружности малого радиуса.

а)

б)

Рис. 12 Лазерный комплекс с перемещением детали относительно лазерного пучка: а) – схема, б) – фотография реальной установки

а)

б)

Рис. 13 Лазерный комплекс с «летающей оптикой»: а) – схема, б) – фотография реальной установки

а)

б)

Рис. 14 Лазер с влоконнооптическим выводом излучения, а)- фото лазера, б)- схема фокусирующей системы.

Рис.15 Мобильный лазерный технологический комплекс

Атмосферный воздух + 5% СО₂; 50/750 КВт, 0,2 мрад, L = 20 … 80 м , газодинамический затвор Сталь 20 мм через фронт пламени

Рис. 16 Мобильная установка адаптивного формирования и прецизионного управления лучом мощного лазера

Формирование мощного излучения лазера в узконаправленный пучок и его высокоточное угловое наведение в большом диапазоне углов и дальностей осуществляются с использованием крупноапертурных телескопических систем