Волоконно-оптические системы

Лазерной обработки

При расчете волоконно-оптических схем лазерной обработки исполь­зуют инвариант Лагранжа-Гельмгольца (рис. 2.4).

 

(2.4)

1 2 3

Рис.2.4. Схема оптической системы, состоящей из функциональных (1, 3) и согласующих (2) компонентов.

 

Чем меньше значение J, тем выше качество пучка.

 

 

Комбинированные методы

На практике большое распространение получили комбинированные методы формирования изображения, когда элемент изображения строится методом оптической проекции, а поле обработки перекрывается сканиро­ванием пучка (например, перемещением стола). К таким методам относят­ся мультиплицирование изображения и фотонабор, применяемые в фото­литографии, и некоторые другие. В лазерных технологиях наибольшее распространение из таких методов получил сканирующий проекционный или контурно-проекционный [3, 4J.

Контурно-проекционный метод состоит в том, что изображение син­тезируется в результате последовательного обхода по контуру световым пучком специального сечения, которое представляет собой микропроек­цию простого элемента, например, квадрата.

Схема контурно-проекционного метода аналогична схеме проекцион­ного метода (рис. 2.4), но осветительная система работает с увеличением, меньшим 1.

Обход заданного контура на обрабатываемой поверхности осуществ­ляется перемещением рабочего стола, на котором располагается изделие, по программе или при использовании оптического плоттера.

Достоинствами контурно-проекционного метода формирования опти­ческого изображения являются: независимость размеров общего поля изображения от разрешающей способности; высокая точность рисунка (вслед­ствие использования элемента, образующего изображение, прямоугольной формы и равномерности распределения в нем энергии); высокая разре­шающая способность; небольшие потери энергии на маске.

Заметим, что рассмотренное выше положение маски в плоскости изо­бражения выходного окна лазера не является единственно возможным. Иной принцип построения осветительных систем — использование теле­скопа или расположение маски вблизи фокальной плоскости осветитель­ной системы. Преимуществами таких осветительных систем являются зна­чительно меньшие габаритные размеры и более равномерное распределе­ние интенсивности излучения.

Для осуществления трехмерной (рельефной) обработки поверхности могут быть использованы различные модификации метода, например, кон­турно-проекционный метод с «дрожащей» маской (колеблющейся вдоль оптической оси системы по заданному закону в процессе перемещения об­лученной области по обрабатываемой поверхности), а также применение в микропроекционной схеме полутоновых масок с переменным пропускани­ем.