ლაზერული დამუშავების ოპტიკური სისტემის გადაწყვეტა

ლაზერული დამუშავების ოპტიკური სისტემის გადაწყვეტა
განსაზღვრალაზერული დამუშავებაოპტიკური სისტემის გადაწყვეტა დამოკიდებულია კონკრეტული გამოყენების სცენარზე. სხვადასხვა სცენარი იწვევს ოპტიკური სისტემის სხვადასხვა გადაწყვეტას. კონკრეტული გამოყენებისთვის საჭიროა სპეციფიკური ანალიზი. ოპტიკური სისტემა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში:

აზროვნების გზაა: კონკრეტული პროცესის მიზნები –ლაზერიმახასიათებლები – ოპტიკური სისტემის სქემის დიზაინი – საბოლოო მიზნის რეალიზაცია. ქვემოთ მოცემულია გამოყენების რამდენიმე განსხვავებული სფერო:
1. ზუსტი მიკროდამუშავების სფერო (მარკირება, გრავირება, ბურღვა, ზუსტი ჭრა და ა.შ.) ზუსტი მიკროდამუშავების სფეროში გავრცელებული ტიპიური პროცესებია მიკრომეტრიული დამუშავება ისეთ მასალებზე, როგორიცაა ლითონები, კერამიკა და მინა, როგორიცაა მობილური ტელეფონების ლოგოს მარკირება, სამედიცინო სტენტები, გაზის საწვავის ინექციის საქშენების მიკროხვრელები და ა.შ. დამუშავების პროცესის ძირითადი მოთხოვნაა: პირველ რიგში, ის უნდა აკმაყოფილებდეს უკიდურესად მცირე ფოკუსირებულ სინათლის ლაქებს, უკიდურესად მაღალ ენერგიის სიმკვრივეს და ყველაზე მცირე თერმული ზემოქმედების ზონას და ა.შ. ზემოთ ჩამოთვლილი აპლიკაციებისა და მოთხოვნებისთვის, შერჩევა და დიზაინილაზერული სინათლის წყაროებიდა სხვა კომპონენტები ხორციელდება.
ა. ლაზერის შერჩევა: სასურველი ულტრაიისფერი/მწვანე მყარი ლაზერი (ნანოწამი) ან ულტრასწრაფი ლაზერი (პიკოწამი, ფემტოწამი) ძირითადად ორი მიზეზით არის განპირობებული. ერთი ის არის, რომ ტალღის სიგრძე პროპორციულია ფოკუსირებული სინათლის ლაქისა და, როგორც წესი, შერჩეულია მოკლე ტალღის სიგრძე. მეორე ის არის, რომ პიკოწამი/ფემტოწამი იმპულსებს აქვთ „ცივი დამუშავების“ მახასიათებელი და ენერგია სრულად დამუშავებულია თერმული დიფუზიის წინ, რაც მიიღწევა ცივ დამუშავებამდე. როგორც წესი, შერჩეულია ლაზერული სინათლის წყარო სივრცითი სინათლის გამოსავლით, სხივის ხარისხის კოეფიციენტით M2, რომელიც, როგორც წესი, 1.1-ზე ნაკლებია და აქვს უმაღლესი სხივის ხარისხი.
ბ. სხივის გაფართოების სისტემები და კოლიმაციის სისტემები, როგორც წესი, იყენებენ ცვლადი გადიდების სხივის გაფართოების ლინზებს (2X – 5X), რათა მაქსიმალურად გაზარდონ სხივის დიამეტრი. სხივის დიამეტრი უკუპროპორციულია ფოკუსირებული სინათლის ლაქისა და, როგორც წესი, გამოიყენება გალილეის სხივის გაფართოების არქიტექტურა.
გ. ფოკუსირების სისტემა, როგორც წესი, იყენებს მაღალი ხარისხის F-Theta ლინზებს (სკანირებისთვის) ან ტელეცენტრულ ფოკუსირების ლინზებს. ფოკუსური მანძილი პროპორციულია ფოკუსირებული სინათლის ლაქისა და, როგორც წესი, გამოიყენება მოკლე ფოკუსური ველის ლინზები (მაგალითად, f = 50 მმ, 100 მმ). როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში: როგორც წესი, ველის ლინზა იყენებს მრავალელემენტიან ლინზების ჯგუფს (ლინზების რაოდენობა ≥ 3), რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს ფართო ხედვის არეალს, დიდ დიაფრაგმას და დაბალი აბერაციის ინდიკატორებს. აქ ყველა ოპტიკურმა ლინზამ უნდა გაითვალისწინოს ლაზერის დაზიანების ზღვარი.
დ. კოაქსიალური მონიტორინგის ოპტიკური სისტემა: ოპტიკურ სისტემაში, კოაქსიალური ხედვის (CMOS) სისტემა, როგორც წესი, ინტეგრირებულია ზუსტი პოზიციონირებისა და დამუშავების პროცესის რეალურ დროში მონიტორინგისთვის.
2. მაკრომასალების დამუშავება მაკრომასალების დამუშავების ტიპური გამოყენების სცენარები მოიცავს საავტომობილო ფურცლოვანი მასალების ჭრას, გემის კორპუსის ფოლადის ფირფიტების შედუღებას და აკუმულატორის კორპუსის შედუღებას. ეს პროცესები მოითხოვს მაღალ სიმძლავრეს, მაღალ შეღწევადობას, მაღალ ეფექტურობას და დამუშავების სტაბილურობას.
3. ლაზერული დანამატებით წარმოება (3D ბეჭდვა) და მოპირკეთება ლაზერული დანამატებით წარმოება (3D ბეჭდვა) და მოპირკეთების აპლიკაციები, როგორც წესი, მოიცავს შემდეგ ტიპურ პროცესებს: აერონავტიკის კომპლექსური ლითონის ბეჭდვა, ძრავის პირების შეკეთება და ა.შ.
ძირითადი კომპონენტების შერჩევა შემდეგია:
ა. ლაზერული სელექცია: ზოგადად,მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერებიშერჩეულია, რომელთა სიმძლავრე, როგორც წესი, 500 ვატს აღემატება.
ბ. სხივის ფორმირება: ამ ოპტიკურ სისტემას სჭირდება ბრტყელი ზედაპირით სინათლის გამოსხივება, ამიტომ სხივის ფორმირება ძირითადი ტექნოლოგიაა და მისი მიღწევა დიფრაქციული ოპტიკური ელემენტების გამოყენებით არის შესაძლებელი.
გ. ფოკუსირების სისტემა: სარკეები და დინამიური ფოკუსირება 3D ბეჭდვის სფეროში ძირითადი მოთხოვნებია. ამავდროულად, სკანირების ლინზას სჭირდება ობიექტის მხარეს ტელეცენტრული დიზაინი, რათა უზრუნველყოფილი იყოს კიდეებისა და ცენტრის დამუშავების თანმიმდევრულობა.