Управление излучением лазеров

Генераторы с трехзеркальными неустойчивыми резонаторами. Дальнейшее усовершенствование методов управления излучением лазеров с неустойчивыми резонаторами связано со сформулированной и экспериментально обоснованной в [39] идеей о достаточности воздействия лишь на небольшой приосевой участок сечения генератора, из которого растекается излучение (рис. 3.8). Чтобы реализовать эту идею, следует проделать отверстие в центре одного из зеркал и установить за ним дополнительное зеркало в образовавшемся таким образом узком аппендиксе могут быть с удобством размещены управляющие элементы совсем небольшого размера. [c.228]

Управление излучением лазеров [c.116]

НОЙ резки дана технологическая система (ТС) станок М-36М, приспособление — двухстепенной манипулятор, инструмент — лазер на Oj, мощность 1 кВт, заготовка — лист Ст.З. Комплекс состоит из блока контроля и управления лазера / силового блока лазера пульта управления 3 лазера на СО 4, генерирующего вынужденное непрерывное монохроматическое излучение с длиной волны X = 10,6 мкм оптико-механического блока 5 опорного стола 7 робота 8, обеспечивающего закрепление и перемещение по двум координатам заготовки 6, и транспортной системы 9, обеспечивающей удаление готовых деталей. [c.301]

С ростом сечения резонатора налагаемые на управляющие элементы ограничения становятся все более жесткими, дай требуемые размеры этих элементов перестают быть приемлемыми. Все это побудило нас в начале 70-х годов продолжить поиск методов, облегчающих управление излучением широкоапертурных лазеров и не сопряженных, вместе с тем, с отказом от выгодных во многих отношениях неустойчивых резонаторов. [c.228]

Правильность всей этой выработанной нами концепции была проверена и полностью подтвердилась на практике. В случае двумерных резонаторов порог генерации при введении малой щели действительно возрастает очень резко. Так, экранирование участка шириной 3 мм повышало пороговую интенсивность накачки изображенного на рис. 4.3а широкоапертурного лазера примерно втрое. Поэтому управление характеристиками излучения лазеров с двумерными неустойчивыми резонаторами осуществляется без особого труда [70]. [c.231]

Рис. 6.2. Изменение во времени добротности резонатора Q и огибающей цуга излучения лазера / при управлении добротностью [4J

Авторы ставили своей целью рассмотрение физики процессов и основных свойств излучения лазеров на неодимовом стекле, методов управления характеристиками излучения этих лазеров. Наряду с рассмотрением современного состояния физики и техники лазеров на неодимовом стекле, основное внимание уделено проблемам реализации их предельных возможностей и прежде всего вопросам, представляющим общий для многих типов лазеров интерес. В то же время мы стремились дать по возможности максимум фактических справочных данных о лазерах на неодимовом стекле. [c.6]

Система автоматического управления технологического лазера обеспечивает автоматический вывод излучения, безаварийность и безопасность функционирования технологического лазера, активную стабилизацию параметров лазерного излучения и управление технологическими параметрами процесса сварки. Система автоматического управления на лазерах ЛГТ-2.01, RS-1000, мод. 971 и 973 выполнена в виде релейной схемы и отдельных электронных блоков, а в системе на лазерах ЛГТ-2.02, ТЛ-1,5, VFA и мод. 825 управление осуществляется микроЭВМ. [c.437]

Целью испытаний было определение возможности метрологических систем телескопа поддерживать требуемое направление на цель и обеспечивать управление первичной и вторичной оптикой в ходе высокоэнергетического излучения лазера. Испытания завершились полным успехом система АТП работала даже с большей точностью, чем требовалось. [c.654]

Возможность использования лазеров в различных системах зависит во многом от достаточно эффективных и несложных схем управления излучением, т. е. отклонением лазерного луча и его модуляцией. Не рассматривая принципы построения этих элементов, поскольку они хорошо изложены в специальной литературе [31], приведем пример расчета сканирующего устройства. [c.116]

Предположим, что управление потерями в резонаторе лазера осуществляется следующим образом когда мощность генерируемого излучения нарастает, потери увеличиваются, а когда мощность излучения начинает спадать, потери уменьшаются. Это и есть отрицательная обратная связь. Она оказывает тормозящее воздействие на развитие процессов вынужденного испускания в активном элементе лазера в результате процесс формирования выходного светового импульса затягивается во времени, длительность импульса увеличивается, его максимальная мощность уменьшается. [c.230]

Одна из отечественных установок модели Катунь выполнена по линейной схеме [5]. Это многоцелевая установка, предназначенная для резки, сварки, термообработки с целью упрочнения различных материалов. В основе ее лежит СОд-лазер непрерывного излучения мощностью до 800 Вт. С помощью фокусирующей системы излучение фокусируется на пятне диаметром 0,6—0,8 мм. Перемещение луча относительно заготовки осуществляется с помощью системы с программным управлением. [c.43]

Замечательные свойства лазеров — исключительно высокая когерентность и направленность излучения, возможность генерирования когерентных волн большой интенсивности в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра, получение высоких плотностей энергии как в непрерывном, так и в импульсном режиме — уже на заре развития квантовой электроники указывали на возможность широкого их применения для практических целей. С начала своего возникновения лазерная техника развивается исключительно высокими темпами. Появляются новые типы лазеров и одновременно усовершенствуются старые создаются лазерные установки с необходимым для различных конкретных целей комплексом характеристик, а также различного рода приборы управления лучом, все более и более совершенствуется измерительная техника. Это послужило причиной глубокого проникновения лазеров во многие отрасли народного хозяйства, и в частности в машино- и приборостроение. [c.3]

Успешное применение лазеров для решения конкретных задач обеспечивается не только выбором типа лазера, соответствуюш,его в наибольшей мере решению поставленной задачи и обладающего необходимыми параметрами излучения, но и в не меньшей мере возможностью управления этими параметрами. [c.69]

Управление параметрами лазерного излучения осуществляется различными методами реализация некоторых из них превращается в сложную техническую задачу. Приборы управления могут устанавливаться внутри резонатора лазера или вне его. В некоторых случаях они связаны с лазером и вместе с ним составляют как бы единый прибор, а иногда выполняются в виде отдельных блоков, которые легко сопрягаются с лазером. Если прибор управления находится внутри резонатора, то он участвует в процессе формирования лазерного луча, воздействуя на него таким образом, чтобы на выходе из резонатора лазерный луч имел необходимые параметры излучения. [c.69]

В установке используется импульсный лазер на стекле с неодимом, позволяющий получать импульсы излучения с максимальной энергией 10 Дж, обходясь при этом одной импульсной лампой со сроком службы более 100 ООО вспышек. Установка позволяет работать при автоматическом управлении с частотой [c.305]

Можно предположить, что аргоновые лазеры и лазеры на основе иттриево-алюминиевого граната найдут широкое применение в технологических процессах средней энергоемкости, а мощные СОз-лазеры займут особое положение. Установки на их основе вытеснят традиционное оборудование для резки, сварки, сверления отверстий, термообработки материалов и изделий в области тяжелого машиностроения. Здесь СО,-лазеры будут вне конкуренции. Простота управления интенсивностью лазерного излучения в сочетании с использованием современных средств программного управления позволит использовать лазерные установки в автоматизированных системах. [c.322]

Система для автоматического контроля деформаций на основе исиоль-зования голографического интерферометра с оитоэлектронным преобразователем предназначена для управления процессом диффузионной сварки с одновременным дефектоскопическим контролем, а также может быть использована для механических испытаний с заданными скоростями и величинами деформаций при нагружениях образцов в термо-, криокамерах или вакуумных камерах. Принципиальная схема устройства представлена на рис. 32. Излучение лазера 1 разделяется светоделителем 2 и зеркалом 13 на два потока, которые расширяются и коллимируются системами 5, Более яркий иоток, проходя через пластинку 4, попадает в камеру 5. Отражаясь от поверхности образца б, пучок выходит из камеры по тому же оптическому пути и через объектив 8 попадает на фотопластинку 9, где записывается голограмма. Попадающий в процессе нагружения на онтоэлектронный преобразователь // через линзу Ю световой поток предварительно проходит через голографическую интерферо- [c.393]

Управление параметрами лазерного излучения представляет собой процесс, обеспечивающий изменение одного или нескольких параметров, характеризующих луч. К ним относятся мощность излучения для лазеров, работающих в непрерывном режиме, энергия излучения и длительность импульса, определяющие мощность излучения лазеров в импульсном режиме, плотность лучистого потока, угловая расходимость и распределение интенсивности по поперечному сечению пучка, частота или длина волны излучения, поляризация. В ряде случаев необходимо учитывать модо-вый состав излучения и степень когерентности. [c.69]

Н 01 L 39/22) Доплера G 01 S (для контроля движения дорожного транспорта (13, 15, 17)/00 в радарных системах 1>152-2>15А)-, Зеебека, в термоэлектрических приборах Н 01 L 35/(28-32) Керра (для модуляции светового пучка в электроизмерительных приборах G 01 R 13/40 для управления (лазерами Н 01 S 3/107 световыми лучами G 02 F 1/03-1/07)) Лэнда, в цветной фотографии G 03 В 33/02 Мейснера, в электрических генераторах Н 02 N 15/04 Мессбауэра, в устройствах для управления излучением или частицами G 21 К 1/12 Нернста—Эттингхаузена, в термомагнитных приборах 37/00 Овшинского, в приборах на твердом теле 45/00 Пельтье, в охладительных устройствах (полупроводниковых приборов 23/38 в термоэлектрических приборах 35/28)) Н 01 L Поккелса, для управления лазерами (Н 01 S 3/107 световыми лучами G 02 F 1/03-1/07) Рамона, в лазерной технике Н 01 S 3/30 Фарадея, для управления световыми лучами G 02 F 1/09 Холла <в гальваномагнитных приборах Н 01 L 43/(02-06) в датчиках-преобразователях устройств электроискрового зажигания F 02 Р 7/07 Н 03 (в демодуляторах D 3/14 в приборах с амплитудной модуляцией С 1/48) для измерения G 01 R (напряженности магнитных полей или магнитных потоков 33/06 электрической мощности 21/08) для считывания знаков механических счетчиков G 06 М 1/274 в цифровых накопителях информации G 11 С 11/18)] использование Эхолоты G 01 S 15/00 [c.223]

Внутрирезоваторные лазерные М. с. Кроме описанных выше М. с., воздействующих на проходящий световой пучок, возможно управление оптич. излучением при его генерации. Напр., модуляция излучения полупроводникового лазера осуществляется модуляцией тока накачки. В газовых и твердотельных лазерах внесение в резонатор переменных потерь приводит к амплитудной модуляции излучения. При этом внутрирезо-наторная модуляция, как правило, значительно эффективнее модуляции проходящего света. Введение в резонатор лазера фазового М. с. позволяет изменять оптич, длину резонатора и осуществлять частотную модуляцию излучения. Полоса частот внутрирезонатор-ных М. с. должна быть меньше разности частот генерируемых лазером мод До). При приближении частоты внеш. воздействия к Дш начинается эфф. взаимодействие между модами лазера, приводящее К синхронизации мод и генерации лазером коротких оптич. импульсов. Осп. недостатком внутрирезонаторных М. с. является то, что внесение в резонатор дополнит, элементов снижает общую мощность излучения лазера и ухудшает стабильность генерации. [c.183]

Появление лазеров вызвало интенсивное развитие методов внутр. М, с., основанных на управлении когерентным излучением за счёт изменения параметров лазера. При этом мы. устройства, применяемые как внеш. модуляторы, номещаются внутри оптического резонатора лазера. Используя разл. способы внутр. модуляции, получают любой вид М. с. амплитудный, частотный, фазовый и поляризационный. Частотой излучения лазера управляют, изменяя добротность оптич. резонатора лазера, напр. менян оптич. длину резонатора. С этой целью одно из зеркал резонатора закрепляют либо на магнитострикционном стержне (см. Магнитострикционный преобразователь), либо на пьезоэлементе и изменяют длину резонатора синхронно с модулирующим напряжением. Тот же эффект достигается путём изменения показателя преломления среды, заполняющей резонатор, для чего используется электрооптич. кристалл. Частотную модуляцию излучения лазера можно получить также при наложении на активную среду магн. или электрич. полей (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), под действием К-рых происходит расщепление и смещение рабочих уровней атомов, ответственных за генерацию когерентного излучения. Изменяя величину коэф. усиления, получают амплитудную модуляцию излучения лазера. Для этого воздействуют на разность населённостей активной среды, либо изменяя мощность её возбуждения, либо используя всцомогат. возбуждение, приводящее к-перераспределению населённостей. Амплитудная модуляция излучения может быть получена и при помощи модуляции тока разряда газовых или полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме. Одним из методов управления когерентным излучением является модуляция величины обратной связи лазера, т. е. коэф. отражения зеркал резонатора. С этой целью используют резонатор, одно из зеркал к-рого вращается с большой скоростью, и потому условия генерации выполняются лить в короткие промежутки времени. Вместо зеркал часто используют вращающуюся призму полного внутр. отражения. Изменение величины обратной связи можно получить, заменяя одно из зеркал на систему зеркал, образующих интерферометр Фабри — Перо. Коэф. отражения такого резонатора зависит от расстояния между зеркалами, изменяя к-рое можно модулировать интенсивность излучения и получать т. н. гигантские импульсы, мощность излучения в к-рых существенно превосходит мощность непрерывной генерации. Наконец, излучение лазеров также модулируют, изменяя добротность оптич. резонатора путем введения потерь, величина к-рых управляется внеш. сигналом. Для этого используют модуляторы на основе элек- [c.184]

Возможность эффективного управления излучением с помощью данного приема ограничена тем, что лазер с неустойчивым резонатором способен генерировать и при полностью перекрытом центральным участке сечения (наподобие лазера с плоским слегка разъюстированным резонатором). Поэтому если в аппендиксе находится, например, затвор и приосевой участок в данный момент заперт , а порог генерации при этом повышается незначительно, [c.229]

Полученные расчетным методом результаты впервые доказывают возможность управления пространственно - временной структурой излучения лазеров путем изменения свойств фототропного раствора. Для более подробного ознакомления с приведенными результатами можно обратиться к работе [ 36 ]. Результаты численных расчетов, основанных на сравнительно грубой математической модели, представляющей собой обобщение уравнений Танга, Статца и де Марса, качественно сочетаются с результатами экспериментальных исследований (например, [108, 109]). [c.183]

Рис. ИЗ. Схема интерференционной киноголографпческой системы / — импульсный частотны/f лазер 2 —зеркало < —расширительная линза 4 — испытуемый объект 5 — деротатор (применяется в случае вращающейся детали для получения неподвижного изображения объекта) 5 — регистрируемое изображение, сформированное вблизи кинопленки 7 объектив 5 — кинопленка 9 — кинокамера W — светоделительная пластинка 11 — устройство управления и синхронизации /2 —датчик вибраций, обеспечивающий синхронизацию излучения лазера с фазой колебаний объекта

В числе схем, осуществляющих плавную перестройку частоты излучения лазеров, необходимо кратко упомянуть об устройствах электронного управления частотой, исключающих какие-либо механические перемещения регулирующих элементов. К ним относятся акустооптические фильтры. Характеристики пропускания нх управляются изменением частоты ВЧ-генератора, напряжение с которого подается на пьезопреобразователь светозвукопровода фильтра. [c.247]

Рис. 3.19. Схема экспериментальной установки для переключения с помощью импульсов лазера на красителе с синхронной накачкой (по [3.29]), см. гл. 6. 1 — ВЧ-генератор 2 — акустооптический синхронизатор мод 3 — Кг+-лазер 4 —лазер на красителе 5 — стробирующая головка 5 —фотодиод 7 —оптоэлектронный ключ 8 — блок питания 9 — стробоскопический осциллограф. К волноводной структуре прикладывалось постоянное напряжение порядка 100 В. Индуцированный в щели электрический сигнал подавался с помощью короткого коаксиального кабеля на вход В стробоскопической головки (HP 1430 С) с временем нарастания 20 пс. Для управления стробоскопической головкой на его вход А поступал сигцал с лавинного фотодиода, возникавший под действием ответвленной части излучения лазера накачки (криптоновый лазер), также работавшего в режиме синхронизации мод с частотой следования импульсов 76 МГц. Импульсы излучения лазера на красителе (пиковая мощность 100—500 Вт, длительность — 5—10 пс, частота следования 76 МГц) фокусировались линзой (/=40 мм) на активную поверхность детектора (0,45x0,03 мм ). В этом устройстве оптоэлектронный ключ может быть использован и как быстродействующий фотоприемник. Его чувствительность имеет порядок 1 мВ на 1 мВт средней мощности излучения лазера.

Используя методы фазоимпульсной модуляции, можно осуществлять безынерционное управление ЧПИ излучения лазера по любому наперед заданному закону и соответственно формировать моноимпульсный и пакетный режимы работы (рис. 10.5). Кроме того, как показали эксперименты с ЛПМ, посредством фазоимпульсной модуляции можно осуществлять управление мощностью лазерного излучения в диапазоне от нуля до максимального значения и его цветностью. [c.274]

Метод модулированной добротности. Чтобы увеличить число атомов, участвующих почти одновременно в усилении светового потока, необходимо задержать начало генерации, чтобы накопить как можно больше возбужденных атомов, создающих инверсную заселенность, для чего надо поднять порог генерации лазера и уменьшить добротность. Это можно сделать посредством увеличения потерь светового потока. Например, можно нарушить параллельность зеркал, что резко уменьшит добротность системы. Если при такой ситуации начать накачку, то даже при значительной инберсии заселенности уровней генерация не начинается, поскольку порог генерации высок. Поворот зеркала до параллельного другому зеркалу положения повышает добротность системы и тем самым понижает порог генерации. Когда добротность системы обеспечит начало генерации, инверсная заселенность уровней будет весьма значительной. Поэтому мощность излучения лазера сильно увеличивается. Такой способ управления генерацией лазера называется методом модулированной добротности. [c.314]

Процессы лазерной обработки и, в частности, разделения, реализуются с помощью технологических лазерных установок. При этом независимо от назначения и типов применяемых лазеров, установки в основном имеют общую структурную схему и содержат следующие узлы источник мощного оптического излучения - лазер оптическую систему для формирования лазерного излучения -энергетический или рабочий канал устройство для закрепления и перемещения обрабатываемого объекта - координатный стол с приводом систему управления работой лазера и координатного стола. В установках для лазерной резки предусматривается также тракт для подачи газа в зону резки, конечная часть которого обычно совмещается с фокусирующей системой и образует газооптический резак. [c.319]

Типичная схема системы регистрации ВРЛ-спектра с оптическим многоканальным анализатором приведена на рис. 5.8. Излучение лазера разлагается в спектр с помощью дифракционного спектрографа (ДФС). В фокальной плоскости спектрографа устанавливается фотоэлектрический считыватель (ФС), который управляется системой управления (СУ). Электронно-лучевые трубки (видикон, суперортикон) могут использоваться либо в режиме обычной развертки спектра по строке, либо в режиме электронной щели . В этом случае из телевизионного кадра вырезается узкая щель, перпендикулярная телевизионным строкам, вдоль которой происходит сканирование спектра это дает увеличение отношения сигнала к шуму за счет интегрирования по строке в пределах щели. Записанная информация хранится в фотосчитывателе несколько миллисекунд, поэтому при ее считывании могут использоваться достаточно медленные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) с временем преобразования 1 мкс. Затем информация поступает в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), где она может храниться долгое время. Зарегистрированный спектр контролируется через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) на осциллографе и посылается в ЭВМ для [c.129]

Зарегистрированная на фотопластинке интерференц. структура обычно сохраняется долго, т. е. процесс записи отделён во времени от процесса восстановления (стационарные голограммы). Однако существуют светочувствит. среды (нек-рые красители, кристаллы, пары металлов), к-рые почти мгновенно реагируют фазовыми или амплитудными хар-ками на освещённость. В этом случае голограмма существует только во время воздействия на среду предметной и опорной волн, а восстановление волн, фронта производится одновременно с записью, в результате вз-ствия опорной и предметной волн с образованной ими же интерференц. структурой (динамические голограммы). На принципах динамич. Г. могут быть созданы системы постоянной и оперативной памяти, корректоры излучения лазеров, усилители изображений, устройства управления лазерным излучением, обращения волн, фронта. [c.131]

БВК состоит из двух подсистем первая из них предназначена для управления газоанализатором, контроля параметров излучения лазеров и измерения интенсивности лазерного излучения, отраженного от поверхности земли, и включает модули управления шаговыми двигателями (МУШД), аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и пакет прикладных программ, а вторая - для обработки, анализа и хранения данных ЛГА и ТПВ системы. После обработки сигналов ЛГА на экран [c.18]

Комплекс состоит из позиционного стола /, на котором закрепляется плготовка (если специальное зажимное приспособление) н обеспечивается продольное движение, оптико-механического блока 2, и состав которого входят механические привод ,г и система липз и зеркал, обеспечивающая подачу сфокусированного луча Г зону обработки лазера на СО., генерирующего вынужденное непрерывное монохроматическое излучение с длиной волны к 10.6 мкм (генерирующее устройство, ) блока контроля н управления лазерного комплекса 4 силового блока 5 лазера. [c.303]

В настоящее время на основе внешнего и внутреннего фотоэффекта строится бесчисленное множество приемников излучения, преобразующих световой сигнал в электрический и объединенных общим названием — фотоэлементы. Они находят весьма широкое применение в технике и в научных исследованиях. Самые разные объективные оптические измерения немыслимы в наше время без применения того или иного типа фотоэлементов. Современная фотометрия, спектрометрия и спектрофотометрия в широчайшей области спектра, спектральный анализ вещества, объективное измерение весьма слабых световых потоков, наблюдаемых, например, при изучении спектров комбинационного рассеяния света, в астрофизике, биологии и т. д. трудно представить себе без применения фотоэлементов регистрация инфракрасных спектров часто осуществляется специальными фотоэлементами для длинноволновой области спектра. Необычайно широко используются фотоэлементы в технике контроль и управление производственными процессами, разнообразные системы связи от передачи изображения и телевидения до оптической связи на лазерах и космической техники представляют собой далеко не полный перечень областей применения фотоэлементов для решения разнообразнейших технических вопросов в,современной промышленности и связи. [c.649]

Оборудование фирмы Holobeam (США) типа Model 900 создано на базе вертикально-фрезерного станка. Вместо фрезерных головок установлен твердотельный лазер на алюмоиттриевом гранате [72]. Лазер может состоять из нескольких модулей. В зависимости от их количества мощность непрерывного излучения может составлять 200, 400 или 600 Вт. Установка имеет программное управление для выполнения контурнолучевого упрочнения. [c.41]

Из более мощных лазеров представляет интерес оборудование фирмы ulham Laboratory (Англия), в частности, лазер типа L5, обеспечивающий генерацию непрерывного излучения мощностью 5 кВт при стабильности мощности в течение 30 мин 100 Вт. Диаметр луча 45 мм, расходимость 3 мрад. Установка состоит из лазерной головки и блоков балластных сопротивлений, вентиляции и подачи рабочего газа, питания, управления [81]. [c.49]

СОг-лазер 2,3 — светоделитель-яые пластины из Na l 4 — 6 — приемники излучения 7 — фокусирующий объектив 8 — собирающая линза 9 — образец 10 — подвижка // — блок управления подвнжко 12 — осциллограф [c.118]

ВЛЯЮШ.ИЙ прерывание излучения, а к импульсному лазеру — схема синхронизации для включения лазера по командам устройства управления. Управление ЛГИ осуществляется при помощи ЭВМ путем задания команд Рабочее слово , выдаваемых на устройства управления микрофотонаборной установки, и команды Такт , поступающей на устройство запуска, на которое поступают также счетные импульсы, соответствующие перемещению координатного стола с обрабатываемым образцом. После этого устройство запуска выдает команду на включение лазера и снова начинается подсчет импульсов. Таким образом при непрерывном движении стола формируется непрерывная линия. [c.159]

ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ — совокупность приёмов и способов обработки материалов и изделий с использованием лазеров. В Л. т. применяются твердотельные лазеры и газовые лазеры, работающие в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывпом режимах. Осн. оиерации связаны с тепловым действием [азерного излучения. Для управления световым потоком (повышения интеЕтспвности и локализации воздействия) применяются оптич. системы. Преимущества Л, т.— [c.555]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...