Инженерный подход к расчету фокусирующей системы волоконного лазера

Авторы: Вагин Д.В., Симонов А.П.
Опубликовано в выпуске: #6(23)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-6-327
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки
Ключевые слова: волоконный лазер, лазерно-оптическая система, искажения лазерного пучка, качество лазерного излучения, оптимальное фокусное расстояние, диаметр пучка лазерного излучения
Опубликовано: 13.06.2018

Рассмотрена проблема адаптации методики расчета диаметра сфокусированного пучка лазерного излучения при известной расходимости лазерного луча, для расчета оптического тракта волоконного лазера. Получена зависимость диаметра сфокусированного пучка лазерного излучения при известных параметрах качества лазерного излучения BPP и М2, которые широко применяются для описания параметров современных волоконных лазеров. Получено аналитическое выражение для вычисления оптимального фокусного расстояния. Представлена номограмма для определения фокусного расстояния оптического тракта волоконного лазера при различных значениях аберрационных характеристик линз. Разработана методика определения оптимального фокусного расстояния оптической системы волоконных лазеров при известных параметрах лазерного излучения и коллиматора.

Литература

[1] Богданов А.В. Особенности оценки технологических возможностей промышленных лазеров. Технология машиностроения, 2011, № 11, с. 34–36.

[2] Григорьянц А.Г., Фромм В.А. Оптимизация характеристик сфокусированного лазерного луча для сварки. Препринт НИЦТЛ, 1984, № 5, с. 56–65.

[3] Григорьянц А.Г., Васильцов В.В. Пространственная структура излучения мощных волноводных лазеров для технологий. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, спец. вып. № 5, с. 3–33.

[4] Vasiltsov V.V., Galushkin M.G., Dubrov V.D., Egorov E.N., Panchenko V.Ya., Soloviev A.V. Spatial structure of focused beams in high-power fiber and CO2 lasers and peculiarities of their application in cutting. Laser Physics, 2016, vol. 26, no. 5, art. 055102.

[5] Богданов А.В., Голубенко Ю.В. Волоконные технологические лазеры и их применение. Санкт-Петербург, Лань, 2016, 208 с.

[6] Ширанков А.Ф., Носов П.А., Пахомов И.И., Григорьянц А.Г., Якунин В.П., Третьяков Р.С. Разработка лазерно-оптических систем технологических установок на основе теории лазерной оптики. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, № 9. URL: http://engjournal.ru/catalog/pribor/optica/926.html.

[7] Nosov P.A., Shirankov A.F., Grigoryants A.G., Tret’yakov R.S. Investigation of the spatial structure of a high-power fiber laser beam. Journal of Physics: Conference Series, 2015, vol. 584, conf. 1, art. 012006.

[8] Focusing units. URL: http://www.optoskand.se/products/external-optics/focusing-units (дата обращения 20.05.2018).

[9] Collimating units. URL: http://www.optoskand.se/products/external-optics/collimating-units/ (дата обращения 20.05.2018).

[10] Лазеры. URL: https://www.ipgphotonics.com/ru/products/lasers (дата обращения 20.05.2018).