Способ управления интенсивностью обрабатывающего пучка света, направляемого в заданную область удаленного объекта, и устройство для его осуществления

Изобретение относится к оптикеи. может быть использовано в системах предназначенных для воздействиялазерным излучением на биологическиес,объекты.Цель изобретения - упрощение управления интенсивностью обрабатывающего пучка в заданной точке удаленного объекта и уменьшение габаритовуправляющего устройства,На фиг, 1 представлена функциоНальная оптическая схема устройствав наведенном на объект положении; нафиг. 2 - положения плоскости объектаоблучения при различных этапах наведения пучков излучения на объект; нафиг. 3 - оптический репер измеритель.ного пучка больше реперов визуализирующего и обрабатывающего пучков; нафиг, 4 - вариант наведения в точкуфокуса оптической системы (репер обрабатывающего пучка минимальный); нафиг, 5 - вариант точного наведения(все реперы совпадают)," на фиг, бреперы визуализирующего и обрабатывающего пучков больше репера измерительного пучка.Визуализирующий пучок 1 от источника 2 видимого излучения с помощьюЗСФормирующей оптики 3 и калибрующей диафрагмы 4 направляют коаксиально измерительному пучку 5 от источника бизлучения на облучаемый объект , Измерительный пучок 5 калибруют с помощью задающей диафрагмы 8, связанной З 5с измерительным устройством. Визуализирующий 1 и измерительный 5 пучкиперемещают вдоль их общей по отношению к объекту 7 оси, до совпаденияих диаметров в плоскости объекта 7,достигая положения, .показанного нафиг, 1 и 5, После этого включают пучок обрабатывающего излучения 9 отисточника 10, например лазера, которое, пройдя через фокусирующий объектив 11, пространственно совпадает свизуализирующим пучком 1. Операциюкалибрования пучка лучей осуществляют следующим образом, Пучок 5 излучения от источника 6 направляют на 5 Сформирующую оптику 12, с помощью которой его лучи становятся коллинеарными, а затем с помощью диафрагмы 8устанавливают необходимый диаметрколлинеарной части измерительного . 55пучка 5, Этот диаметр повторяется наповерхности объекта 7, гце освещаетсяобласть 13 наведения (оптический измерительный репер) при падении пучка 5 по нормали к поверхности 7. Диаметризмерительного репера не меняетсявследствие коллинеарности пучка 5 иопределяет площадь облучения поверхности,Зеркала 14 можно выполнить с интерференционным покрытием, Переменные диафрагмы 4 и 8 имеют калибровкув единицах интенсивности света, Ис точниками 2,6 и 10 могут быть как лазерные, так и нелазерные источникиоптического излучения, а Формирователями пучков - оптические системы,например Фокальные типа. Кеплера, Галилея или конические с диафрагмамии Фокусирующие элементы (объективы,коллиматоры), поставленные в ход пучков. Эти же Формирователи можно использовать для компенсации оптическихаббераций при юстировке системы,Механическое перемещение элементов устройства возможно осуществитьс использованием известных манипуляторов лазерных установок с оптическими шарнирами,Устройство включает функциональное объединение обрабатывающего канала (источник 10, зеркала 14, объек.тив 11) и визуализирующего канала(источник 2, оптическая система 3,диафрагма 4, зеркала 14, обьектив11) они отъюстированы таким образом,что пучки 1 и 9 после объектива 11пространственно совпадают. Измерительный канал (источник 6, оптическая система 12, диафрагма 8, зеркало 14) установлен таким образом, чтопучки всех трех каналов на выходеустановки соосны, Наводка устройстваосуществляется перемещением еговдоль оптической оси пучка 5, приэтом не меняется его репер на объекте 7, точно обозначая границы области облучения, при совпадении с которыми реперов пучков 1 и 9 обеспечивается необходимый режим облучения,Реперы пучков 1 и 9 при перемещенииотносительно плоскости объекта 7 об-.лучения изменяют свои размеры, Приэтом в зависимости от положения 1518 плоскости объекта 17. обеспечивается точное наведение двух режимовобработки: режим облучения, обозначенный репером управляющего пучка 5 в положении 17 и режим максимальнойплотности мощности облучения, соответствующий точке фокусировки - вположении 15, Формы реперов, соответствующие плоскостям 15-18, показаны1339479 на фиг. 3-6. При отклонении пучковот нормали к поверхности объектаформа реперов асимметрична. При увеличении диаметра репера визуализирующего пучка 1 (фиг, 6) плотность мощности ниже заданной, а при уменьшении(фиг. 3) выше, Для большего контраста реперов на объекте желательно использовать измерительный и визуализирующий пучки разных цветов, например красный и зеленый. При постоянных параметрах излучателей работаустройства сводится к заданию геометрической площади облучаемого пятна (репера),Используют пучок углекислотноголазера длиной волны излучения 10,6 мкм в качестве обрабатывающего пучка, Визуализирующим пучком служитсвет гелий-неонового лазера с кеплеровской афокальной системой, обеспечивающей совпадение пучков на выходесолевой оптической системы. Измерительный пучок получают от иопной лампы со светофильтром, сформирован с1помощью галилеевской оптическойсистемы и откалиброван диафрагмами. Формула изобретения 1. Способ управления интенсивностью обрабатывающего пучка света, направляемого в заданную область удаленного объекта, включающий пространственное совмещение визуализирующего и обрабатывающего пучков, направление на объект визуализирующего пучка и измерительного пучка, задание площади облучаемой поверхности удаленного объекта параллельным смещением пучков, о т л и.ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения управления интенсивностью обрабатывающего пучка и уменьшения габаритов управляющего устройства, измерительный пучок на объекте смещают поперек оси обрабатывающего пучка до совпадения осей визуалиэирующего и измерительного пучков, пересекающих поверх.ность удаленного объекта в заданной области, а пространственное совмеще" ние визуалиэирующего и обрабатывающего пучков осуществляют путем перемещения управляющего устройства вдоль общей оси пучков до совпадения диаметров виэуализирующего и измеритель ного внучков на поверхности удаленного объекта,2. Устройство для управления интенсивностью обрабатывающего пучка 20света направляемого в заданную обУласть удаленного объекта, содержащееисточники обрабатывающего виэуализирующего и измерительного пучков света, зеркала, диафрагму и фокусирующий объектив, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения управления интенсивностью обрабатывающего пучка и уменьшения габаритовустройства, оно дополнительно содер- ЗОжит элементы для пространственногоперемещения обрабатывающего,визуализирующего и измерительного пучковсвета, первое зеркало установлено напересечении визуализирующего и обрабатывающего пучков таким образом, что З 5 оси этих пучков после первого зеркала совпадают, второе зеркало установлено на пересечении измерительногои виэуализирующего пучков между первым зеркалом и объектом, фокусирую щий объектив расположен между зеркалами, причем диафрагма установленана оси измерительного пучка передвторым зеркалом.11339479 Составитель В, РандошкинТехред М,дидык Редактор Н, Рогулич Король орректор Заказ ч 21 б/35 Тираж 521 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, ч/5