RU176124U1 - Laser Focusing Unit - Google Patents
Laser Focusing Unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU176124U1 RU176124U1 RU2017112400U RU2017112400U RU176124U1 RU 176124 U1 RU176124 U1 RU 176124U1 RU 2017112400 U RU2017112400 U RU 2017112400U RU 2017112400 U RU2017112400 U RU 2017112400U RU 176124 U1 RU176124 U1 RU 176124U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyramid
- electric
- discharge devices
- focusing
- lens
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/16—Beam splitting or combining systems used as aids for focusing
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Узел фокусировки может быть использован для одновременного управления несколькими электроразрядными приборами. Узел фокусировки содержит корпус с установленной в нем системой линз, включающей первую и вторую фокусирующие линзы, между которыми размещена пирамида, основание которой расположено по нормали к лазерному пучку, число боковых граней пирамиды равно числу электроразрядных приборов, размещенных на окружности, радиус которой определяют по уравнению, связывающему угол при основании пирамиды, показатель поглощения материала пирамиды и фокусное расстояние второй фокусирующей линзы, которое определяют по уравнению, связывающему радиус электроразрядного прибора и количество электроразрядных приборов в сборочном элементе, расположенном в диэлектрическом стыковочном элементе, выполненном из полиамида ПА-6, оптический световод, закрепленный во втулке. Стыковочный элемент и втулка соединяются с корпусом. Количество электроразрядных приборов в сборочном элементе k>6, при этом пирамида выполнена усеченной и k+1-й электроразрядный прибор размещен на оси сборочного элемента. Технический результат - уменьшение габаритных размеров узла фокусировки. 2 ил.The focusing unit can be used to simultaneously control several electric-discharge devices. The focusing unit contains a housing with a lens system installed in it, including the first and second focusing lenses, between which there is a pyramid, the base of which is normal to the laser beam, the number of side faces of the pyramid is equal to the number of electric-discharge devices placed on a circle whose radius is determined by the equation connecting the angle at the base of the pyramid, the absorption coefficient of the pyramid material and the focal length of the second focusing lens, which is determined by the equation connecting the radius of the electron rorazryadnogo device and the number of electric appliances in the building element arranged in the dielectric coupling element made of a polyamide PA-6, an optical fiber fixed in the sleeve. The docking element and the sleeve are connected to the housing. The number of electric-discharge devices in the assembly element is k> 6, while the pyramid is truncated and the k + 1st electric-discharge device is placed on the axis of the assembly element. The technical result is a reduction in the overall dimensions of the focusing unit. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области лазерной техники и может быть использована для управления электроразрядными приборами.The utility model relates to the field of laser technology and can be used to control electric discharge devices.
Известен акустооптический преобразователь для коммутации волоконно-оптических линий связи, в котором фокусировка выходящего из волокна лазерного луча производится системой, состоящей из последовательно расположенных поляризатора, двух коллимирующих линз, двух акустооптических дефлекторов, выполненных из оптически активных кристаллов парателлурита ТеО2, фокусирующего объектива и массива микролинз. Патент Российской Федерации №134674, МПК G02F 1/335, 20.11.2013.A known acousto-optical converter for switching fiber-optic communication lines, in which the laser beam emerging from the fiber is focused by a system consisting of sequentially placed polarizer, two collimating lenses, two acousto-optical deflectors made of optically active TeO 2 paratellurite crystals, a focusing lens and an array of microlenses . Patent of the Russian Federation No. 134674, IPC
Известна лазерная установка, где система подведения и фокусировки лазерного излучения, выполненная в виде подвижного и неподвижного отражающих зеркал и неподвижной фокусирующей линзы. Патент Российской Федерации №2097075, МПК A61N 5/06, А61В 17/36, 27.11.1997.A known laser installation, where the system for supplying and focusing laser radiation, made in the form of a movable and stationary reflective mirrors and a fixed focusing lens. Patent of the Russian Federation No. 2097075, IPC A61N 5/06, АВВ 17/36, 11/27/1997.
Известно устройство для получения разблокированных стартовых мишеней, где фокусирующая оптическая система выполнена в виде линзы из оптического стекла, кристалла NaCl и т.д. Патент Российской Федерации №2343576, МПК G21G 1/00, 10.01.2009.A device is known for producing unlocked starting targets, where the focusing optical system is made in the form of a lens of optical glass, a NaCl crystal, etc. Patent of the Russian Federation No. 2343576, IPC
Известно устройство для фокусировки лазерного излучения, содержащее узел фокусирующей линзы с установленной в нем и закрепленной на резиновой прокладке линзой, механизм изменения геометрии лазерного луча, выполненный в виде «стопы» отдельных кольцевых пьезоэлектрических элементов с напыленными электродами, и управляемый генератором прямоугольных электрических импульсов. При подаче электрического сигнала пьезоэлектрические элементы расширяются, поджимая линзу и смещая точку фокусировки лазерного луча. Патент Российской Федерации №2413265, МПК G02B 57/16, 27.02.2011.A device for focusing laser radiation, comprising a focusing lens assembly with a lens mounted on it and fixed to a rubber gasket, a mechanism for changing the geometry of the laser beam, made in the form of a “foot” of individual ring piezoelectric elements with sprayed electrodes, and controlled by a rectangular electric pulse generator. When an electric signal is applied, the piezoelectric elements expand, pressing the lens and shifting the focus point of the laser beam. Patent of the Russian Federation No. 2413265, IPC G02B 57/16, 02.27.2011.
Недостатками аналогов является сложность конструкции, невозможность настройки точки фокусировки лазерного луча вследствие жесткого крепления элементов оптической системы, невозможность подключения находящегося под напряжением прибора и невозможность одновременного управления несколькими электроразрядными приборами.The disadvantages of analogues are the complexity of the design, the inability to adjust the focus point of the laser beam due to the rigid fastening of the elements of the optical system, the inability to connect a live device and the inability to simultaneously control several electrical discharge devices.
Известен также узел фокусировки лазерного излучения, содержащий корпус с установленной в нем системой линз, состоящей из двух фокусирующих линз, диэлектрический стыковочный элемент, выполненный из полиамида ПА-6, оптический световод, закрепленный во втулке, а стыковочный элемент и втулка соединены с корпусом с помощью промежуточных втулок с дифференциальной резьбой. Патент Российской Федерации на полезную модель №153778, G02B 27/16, 27.07.2015.A laser radiation focusing unit is also known, comprising a housing with a lens system installed in it, consisting of two focusing lenses, a dielectric coupling element made of PA-6 polyamide, an optical fiber mounted in the sleeve, and the connecting element and sleeve are connected to the housing using differential threaded spacers. Patent of the Russian Federation for utility model No. 153778, G02B 27/16, 07.27.2015.
Недостатком устройства является невозможность одновременного управления несколькими электроразрядными приборами. Существуют физические установки, в которых необходим одновременный запуск нескольких управляемых разрядников.The disadvantage of this device is the inability to simultaneously control several electrical discharge devices. There are physical installations that require the simultaneous start of several controlled arresters.
Известен также узел фокусировки лазерного излучения, содержащий корпус с установленной в нем системой линз, включающей первую фокусирующую линзу и вторую фокусирующую линзу, диэлектрический стыковочный элемент, выполненный из полиамида ПА-6, оптический световод, закрепленный во втулке, стыковочный элемент и втулка соединяются с корпусом с помощью промежуточных втулок с дифференциальной резьбой, пирамиду, размещенную между фокусирующими линзами, основание которой расположено по нормали к лазерному пучку, число боковых граней пирамиды равно числу электроразрядных приборов в сборочном элементе, расположенном в стыковочном элементе, причем оси электроразрядных приборов, размещают на окружности, радиус которой определяют по уравнениюA laser focusing assembly is also known, comprising a housing with a lens system installed therein, including a first focusing lens and a second focusing lens, a dielectric docking element made of PA-6 polyamide, an optical fiber mounted in the sleeve, the docking element and the sleeve are connected to the housing using intermediate sleeves with differential thread, a pyramid placed between focusing lenses, the base of which is normal to the laser beam, the number of side faces of the pyramid equal to the number of electric discharge devices in the assembly element located in the docking element, and the axis of the electric discharge devices are placed on a circle whose radius is determined by the equation
где R - расстояние от оптической оси системы до окружности, на которой фокусируются пучки лазерного излучения;where R is the distance from the optical axis of the system to the circle on which the laser beams are focused;
β - угол между боковой гранью и основанием пирамиды;β is the angle between the side face and the base of the pyramid;
n - показатель преломления материала пирамиды;n is the refractive index of the pyramid material;
ƒ - фокусное расстояние второй фокусирующей линзы, определяемое по уравнениюƒ is the focal length of the second focusing lens, determined by the equation
где rP - радиус электроразрядного прибора;where r P is the radius of the electric discharge device;
k - количество электроразрядных приборов в сборке (k≥3).k is the number of electric discharge devices in the assembly (k≥3).
Патент на полезную модель РФ 162952, МПК G02B 27/40, G02B 6/42, 10.07.2016. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.Utility Model Patent of the Russian Federation 162952, IPC G02B 27/40, G02B 6/42, 07/10/2016. This technical solution was made as a prototype.
Недостатком прототипа является увеличение габаритных размеров узла фокусировки при увеличении количества электроразрядных приборов в сборке.The disadvantage of the prototype is an increase in the overall dimensions of the focusing unit with an increase in the number of electric-discharge devices in the assembly.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение габаритных размеров узла фокусировки.The technical result of the utility model is to reduce the overall dimensions of the focusing unit.
Технический результат достигается тем, что в узле фокусировки лазерного излучения, содержащем корпус с установленной в нем системой линз, включающей первую фокусирующую линзу и вторую фокусирующую линзу, между которыми размещена пирамида, основание которой расположено по нормали к лазерному пучку, число боковых граней пирамиды равно числу электроразрядных приборов, размещенных на окружности, радиус которой определяют по уравнениюThe technical result is achieved by the fact that in the laser focusing unit comprising a housing with a lens system installed therein, including a first focusing lens and a second focusing lens, between which a pyramid is placed, the base of which is normal to the laser beam, the number of side faces of the pyramid is equal to the number electric discharge devices placed on a circle whose radius is determined by the equation
R=ƒ⋅tg[β(n-1)],R = ƒ⋅tg [β (n-1)],
где R - расстояние от оптической оси системы до окружности, на которой фокусируются пучки лазерного излучения;where R is the distance from the optical axis of the system to the circle on which the laser beams are focused;
β - угол между боковой гранью и основанием пирамиды;β is the angle between the side face and the base of the pyramid;
n - показатель преломления материала пирамиды;n is the refractive index of the pyramid material;
ƒ - фокусное расстояние второй фокусирующей линзы, определяемое по уравнениюƒ is the focal length of the second focusing lens, determined by the equation
где rP - радиус электроразрядного прибора;where r P is the radius of the electric discharge device;
k - количество электроразрядных приборов в сборочном элементе, расположенном в диэлектрическом стыковочном элементе, выполненном из полиамида ПА-6, оптический световод, закрепленный во втулке, стыковочный элемент и втулка соединяются с корпусом с помощью промежуточных втулок с дифференциальной резьбой, количество электроразрядных приборов в сборочном элементе k>6, при этом пирамида выполнена усеченной и k+1-й электроразрядный прибор размещен на оси сборочного элемента.k - the number of electric discharge devices in the assembly element located in the dielectric docking element made of PA-6 polyamide, the optical fiber mounted in the sleeve, the docking element and the sleeve are connected to the housing using intermediate bushings with differential thread, the number of electric discharge devices in the assembly element k> 6, while the pyramid is truncated and the k + 1st electric-discharge device is placed on the axis of the assembly element.
Такая совокупность признаков устройства позволяет уменьшить габаритные размеры узла фокусировки лазерного излучения при k≥7 электроразрядных приборов в сборке.This set of features of the device allows to reduce the overall dimensions of the focusing unit of laser radiation at k≥7 electric-discharge devices in the assembly.
Сущность полезной модели поясняется рисунками фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 представлен узел фокусировки с пристыкованной к нему сборкой из семи электроразрядных приборов, где 1 - оптический световод, 2 - втулка, 3 - промежуточная втулка с дифференциальной резьбой, 4 - корпус, 5 - первая собирающая линза, 6 - вторая собирающая линза, 7 - усеченная пирамида, имеющая шесть боковых граней, 8 - промежуточная втулка с дифференциальной резьбой, 9 - диэлектрический стыковочный элемент, 10 - сборочный элемент, в котором размещаются семь одинаковых электроразрядных приборов 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17.The essence of the utility model is illustrated by the drawings of FIG. 1 and FIG. 2. In FIG. 1 shows a focusing unit with an assembly of seven electric-discharge devices docked to it, where 1 is an optical fiber, 2 is a sleeve, 3 is an intermediate sleeve with differential thread, 4 is a housing, 5 is a first collecting lens, 6 is a second collecting lens, 7 is a truncated pyramid having six side faces, 8 is an intermediate sleeve with differential thread, 9 is a dielectric docking element, 10 is an assembly element in which seven identical electric-
Оптический световод 1 закреплен во втулке 2, соединенной с корпусом 4 с помощью промежуточной втулки 3 с дифференциальной резьбой, система линз, состоящая из собирающей линзы 5 и собирающей линзы 6, зафиксирована внутри корпуса 4. Между линзами 5 и 6 располагают усеченную пирамиду 7, количество боковых граней которой на единицу меньше количества управляемых электроразрядных приборов, расположенных в сборочном элементе 10. Усеченную пирамиду 7 изготавливают таким образом, чтобы площадь ее меньшего основания была примерно равна площади проекции боковой грани на большее основание, что обеспечивает разделение лазерного пучка круглого сечения на k+1 пучок примерно равной энергии. Сборочный элемент 10 крепится внутри диэлектрического стыковочного элемента 9 из полиамида ПА-6, соединенного с корпусом 4 с помощью промежуточной втулки 8 с дифференциальной резьбой.The
Первая линза 5 системы линз обеспечивает преобразование выходящего из световода 1 расходящегося пучка в параллельный пучок круглого сечения. Усеченной пирамидой 7 параллельный пучок круглого сечения делится на k+1 пучок (k - число боковых граней пирамиды, в приведенном примере k=6). При этом каждый пучок, прошедший через боковую грань пирамиды, отклоняется от первоначального направления к оси оптической системы на уголThe
где β - угол между боковой гранью и большим основанием усеченной пирамиды;where β is the angle between the side face and the large base of the truncated pyramid;
n - показатель преломления материала пирамиды, так как усеченная пирамида 7 представляет собой фигуру, составленную из шести клиньев (в общем случае - из k клиньев). Уравнение (3) справедливо для сравнительно небольших углов β. Далее собирающей линзой 6 пучки излучения фокусируются в фокальной плоскости F линзы 6 в шесть точек (в общем случае - в k точек), расположенные на окружности на расстоянии от оптической оси, определяемом по уравнениюn is the refractive index of the material of the pyramid, since the
где R - расстояние от оптической оси системы до окружности, на которой фокусируются пучки излучения;where R is the distance from the optical axis of the system to the circle on which the radiation beams are focused;
ƒ - фокусное расстояние линзы 6.ƒ is the focal length of the
Пучок лазерного излучения, прошедший через меньшее основание усеченной пирамиды 7, фокусируется линзой 6 на оси оптической системы.The laser beam passing through the smaller base of the
Ход лучей поясняется рисунком фиг. 2. Используя законы геометрии, легко показать, что количество k электоразрядных приборов, имеющих цилиндрическую форму, оси которых расположены по окружности радиусом R в сборочном элементе 10, и радиус электроразрядного прибора rP связаны соотношениемThe path of the rays is illustrated in the figure of FIG. 2. Using the laws of geometry, it is easy to show that the number k of electric-discharge devices having a cylindrical shape, the axes of which are located around a circle of radius R in the
Из уравнений (4) и (5) получимFrom equations (4) and (5) we obtain
Таким образом, линза 6 с фокусным расстоянием, определяемым по уравнению (6) позволяет разместить k электроразрядных приборов, центры мишеней которых расположены в фокальной плоскости линзы 6 на расстоянии от оптической оси, определяемом по уравнению (4). Электроразрядный прибор под номером k+1 размещают на оси сборочного элемента 10, совпадающей с осью узла фокусировки. Такое расположение позволяет одновременно управлять указанными электроразрядными приборами. Определим, при каком количестве элетроразрядных приборов, расположенных на окружности радиусом R, можно разместить еще один прибор на оси. Очевидно, что в этом случае должно выполняться условие (см. фиг. 2):Thus, a
Условие (7) с учетом (5) примет вид:Condition (7) taking into account (5) will take the form:
° °
После преобразований, получим:After the transformations, we get:
Легко видеть, что условие (9) выполняется при k≥6.It is easy to see that condition (9) is satisfied for k≥6.
Промежуточные втулки 3 и 8 с дифференциальной резьбой, размещенные между втулкой 2 и корпусом 4 и между диэлектрическим стыковочным элементом 9 и корпусом 4, позволяют перемещать возвратно-поступательно световод 1 и корпус 4 с системой линз, зафиксированных соосно с направлением распространения лазерного луча, исключая осевое вращение световода и корпуса 4.Intermediate threaded
Полезная модель работает следующим образом. Узел фокусировки лазерного излучения через диэлектрический стыковочный элемент 9 пристыковывают к сборочному элементу 10, в котором крепятся семь электроразрядных приборов 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17. Перемещая световод 1 и систему линз 5 и 6 с установленной между ними усеченной пирамидой 7, фокусируют лазерные пучки на поверхности мишеней внутри электроразрядных приборов.The utility model works as follows. The laser focusing unit through the
Таким образом, применение полезной модели позволяет одновременно управлять семью электроразрядными приборами. При этом габаритные размеры узла фокусировки, определяемые радиусом R и фокусным расстоянием второй линзы 6, останутся такими же как при управлении шестью электроразрядными приборами. Если все семь приборов, разместить на окружности как в прототипе, то радиус R и фокусное расстоянием увеличатся примерно на 7%, что приведет к увеличению габаритных размеров узла фокусировки. Полученный результат легко проверить по уравнениям (6) и (4) при прочих равных условиях.Thus, the application of the utility model allows simultaneous control of seven electric-discharge devices. The overall dimensions of the focusing unit, determined by the radius R and the focal length the
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112400U RU176124U1 (en) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Laser Focusing Unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112400U RU176124U1 (en) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Laser Focusing Unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU176124U1 true RU176124U1 (en) | 2018-01-09 |
Family
ID=60965373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017112400U RU176124U1 (en) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Laser Focusing Unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU176124U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1408666A1 (en) * | 1986-09-23 | 1992-01-07 | Самарский филиал Физического института им.П.Н.Лебедева | Device for laser multiposition treating |
US5420417A (en) * | 1991-10-08 | 1995-05-30 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus with light distribution adjustment |
US20020097960A1 (en) * | 1997-06-20 | 2002-07-25 | The Secretary Of State For Defence | Optical fibre bend sensor |
RU153778U1 (en) * | 2015-03-05 | 2015-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | FOCUSING LASER RADIATION NODE |
RU162952U1 (en) * | 2016-02-09 | 2016-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | FOCUSING LASER RADIATION NODE |
-
2017
- 2017-04-12 RU RU2017112400U patent/RU176124U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1408666A1 (en) * | 1986-09-23 | 1992-01-07 | Самарский филиал Физического института им.П.Н.Лебедева | Device for laser multiposition treating |
US5420417A (en) * | 1991-10-08 | 1995-05-30 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus with light distribution adjustment |
US20020097960A1 (en) * | 1997-06-20 | 2002-07-25 | The Secretary Of State For Defence | Optical fibre bend sensor |
RU153778U1 (en) * | 2015-03-05 | 2015-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | FOCUSING LASER RADIATION NODE |
RU162952U1 (en) * | 2016-02-09 | 2016-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | FOCUSING LASER RADIATION NODE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6102552A (en) | Laser-array based digital illuminator | |
KR101110213B1 (en) | Color dividing optical device and image apparatus with the application | |
CN102037390A (en) | Variable optical system and components | |
CN106226930B (en) | Fresnel lens device | |
CN203688067U (en) | Digital controllable spectroscopic light source system | |
CN111751910B (en) | Liquid lens zooming imaging method and system based on dielectric elastomer | |
CN101622567A (en) | Optical scanner and two-dimensional image display employing the same | |
CN105911640A (en) | All-fiber bionic compound eye imaging system | |
JPWO2016050710A5 (en) | ||
WO2004010213A2 (en) | Planetarium and point light source for the use in same | |
RU176124U1 (en) | Laser Focusing Unit | |
EP1904879A2 (en) | Controlling shape and direction of light | |
RU162952U1 (en) | FOCUSING LASER RADIATION NODE | |
US3196366A (en) | Double end pumped optical maser structure using immersion optics | |
US11882263B2 (en) | ToF camera | |
RU153778U1 (en) | FOCUSING LASER RADIATION NODE | |
CA2057545A1 (en) | Light source device | |
CN204167322U (en) | The bionical imaging detection chip of a kind of liquid crystal Quito eye intussusception | |
CN104319280B (en) | A kind of liquid crystal Quito eye bionical imaging detection chip of intussusception | |
RU2654938C1 (en) | Method of the incoherent radiation introduction into the light guide and device for its implementation | |
RU2666972C1 (en) | Method of the incoherent radiation introduction into the light guide and device for its implementation | |
CN101825761B (en) | Wide-angle lens | |
RU130418U1 (en) | ACOUSTOPTIC CONVERTER FOR COMMUTATION OF FIBER-OPTICAL LINKS OF DISTRIBUTED INFORMATION-MEASURING SYSTEMS | |
CN1209654C (en) | Ligh power telescope with short tube | |
RU100306U1 (en) | OPTICAL RADIATOR TOTALIZER |