Дефлектор оптического луча Советский патент 1991 года по МПК G02B26/10 

Фиг.1

Изобретение относится к технике управления направлением распространения мощных лазерных потоков излучений большой линейной апертуры и может быть использовано для управления потоком излучения крупных технологических лазеров, например СОг-лаэеров.

Целью изобретения является создание быстродействующего дефлектора с колеблющимся охлаждаемым зеркалом большой линейной апертуры, способного перестраиваться в процессе работы.

На фиг. 1 показан один из вариантов конструкции дефлектора; на фиг. 2 - электрическая схема одного из вариантов исполнения блока импульсного питания с дефлектором.

Подвижная часть дефлектора состоит из держателя 1 зеркала, представляет собой круглую оправку диаметром 150 мм из алюминиевого сплава, в которой закреплено охлаждаемое зеркало 2. Оправка способна вращаться на подшипниках в корпусе 3 посредством осей. Ось вращения подвижной части параллельна отражающей поверхности зеркала и совпадает с главной осью инерции подвижной части. К корпусу 3 прикреплен фланец из диэлектрического неферромагнитного материала, в котором размещены две плоские полукольцевые катушки 4 и 5 индуктивности, расположенные по разные стороны от оси вращения, лежащие в плоскостях, параллельных оси вращения и повернутые друг относительно друга на угол, близкий к развернутому, с тем, чтобы обеспечить возможность поворота подвижной части на малый угол, Толщина оправки в местах прилегания к плоскости катушек, т.е. толщина рабочих зон, не менее значения глубины проникновения электромагнитного поля катушек в материал оправки. Между фланцем и катушками индуктивности существует несколько каналов б, 7, соединяющих полость корпуса со штуцерами 8, один из которых подключен к источнику хладагента. Каждая из катушек соединяется с блоком импульсного питания посредством малоиндуктивных кабелей 9.

Блок 10 импульсного питания состоит из зэоядного устройства 11, подключенного к емкостным накопителям 12, 13, и коммута- топов 14, 15, служащих для замыкания двух малоиндуктивных разрядных контуров: емкостный накопитель 12 С1, кабель 9, катушка 16 L1, кабель 9 (оболочка), коммутатор К1, емкостные накопители С1 и С2, кабель 9, катушка 17 L2, кабель 9 (оболочка), коммутатор К2, емкостный накопитель С2. В зарядное устройство входит электронный стабилизированный регулятор 18 зарядного

напряжения с ручным управлением, либо с управлением от ЭВМ. В качестве коммутаторов 14 К1,15 К2 могут быть использованы, например, тиристоры, Для запуска коммутаторов могут быть использованы электрические импульсы, возникающие в фотоприемниках 19, 20 при попадании в них пучка света, отраженного от зеркала, укрепленного на одной оси с охлаждаемым

0 зеркалом 2 после повороте его на определенный угол в соответствующую сторону. Электрические импульсы запуска усиливаются усилителями 21 и 22 и направляются на запускающие электроды коммутаторов.

5 Для получения пучка света служит источник 23 света. Запустить дефлектор в работу можно, включив блок импульсного питания с подключенным к нему дефлектором и подав запускающий импульс на один из ком0 мутаторов от устройства запуска. При включении блока питания заряжаются емкостные накопители 12 С1 и 13 С2. После подачи импульса запуска, например, на коммутатор 14 К1 начинается раздел емко5 стного накопителя 12 С1 через катушку 16 L1. Под действием силы, возникающей вследствие взаимодействия магнитного поля катушки 16 L1 с магнитным полем тока, индуктированного в рабочей зоне подвиж0 ной части, последняя, поворачиваясь, удаляется от катушки 16 L1 и приближается к катушке 17 L2. При повороте на определенный угол свет попадает в фотоприемник 20, вызывая срабатывание коммутатора 15 К2.

5 Начинается разряд емкостного накопителя 13 С2 через катушку 17 L2. Происходит торможение подвижной части магнитным полем и ускорение ее в обратном направлении, Зарядка ескостного накопителя 12 С1

0 начинается сразу после его разряда и до приближения подвижной части к катушке 16 заряжен до рабочего напряжения. При приближении подвижной части к катушке 16 L1 после поворота ее на определенный угол

5 свет попадает в фотоприемник 19, срабатывает коммутатор 14 К1 и процесс повторяется. Режим работы дефлектора с использованием зависимости момента запуска коммутаторов от углового положения

0 подвижной части позволяет осуществлять запуск коммутаторов при оптимальном расположении подвижной части относительно катушек 16 L1,17 L2 и осуществлять плавное безударное торможение подвижной части в

5 магнитном поле. Изменением углового расположения фотоприемников можно регулировать амплитуду колебаний подвижной части.

Перестройка режима работы дефлектора осуществляется изменением величины

зарядного напряжения емкостных накопителей 12 С1 и 13 С2 посредством электронного стабилизированного регулятора зарядного напряжения ручным управлением, либо управлением от ЭВМ. Время перестройки режима работы дефлектора определяется постоянной времени заряда емкостных накопителей. При увеличении зарядного напряжения увеличивается энергия, передаваемая емкостными накопителями в кинетическую энергию подвижной части, что выражается в увеличении скорости движения подвижной части. Для фиксированного угла колебаний это приводит к увеличению частоты. Соответственно, при уменьшении зарядного напряжения частота колебаний подвижной части уменьшается.

Разделив функции торможения и ускорения подвижной части на независимые ем- костные накопители и коммутаторы, возможна реализация колебаний с медленным поворотом и быстрым возвратом подвижной части.

Формула изобретения 1. Дефлектор оптического луча, содержащий корпус, в полости которого размещены две катушки индуктивности, зеркало, соединенное с корпусом с возможностью качения через держатель зеркала и ось вращения, совпадающую с главной осью

инерции, отличающийся тем, что, с целью линеаризации закона сканирования, повышения быстродействия при большой апертуре, расширения диапазона режимов работы и повышения надежности, корпус

выполнен из диэлектрического неферромагнитного материала, а держатель зеркала выполнен из электропроводного неферромагнитного материала, при этом катушки выполнены в виде полуколец и расположены по обе стороны от оси качения, а плоскости катушек развернуты относительно оси качения.

2. Дефлектор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения допустимой мощности потока излучения и стабилизации режима работы, в него введены два штуцера, один из которых подсоединен к источнику хладагента, при этом штуцеры связаны с полостью корпуса через каналы, выполненные в корпусе под катушками.

Изобретение относится к технике управления направлением распространения мощных лазерных пучков излучения большого сечения. Целью изобретения является линеаризация закона сканирования, повышение быстродействия при большей апертуре, расширение диапазона режимов работы и повышение надежности работы дефлектора оптического луча. Дефлектор состоит из держателя 1 зеркала, выполненного из электропроводного неферромагнитного материала, в котором закреплено зеркало 2. Держатель установлен в полости корпуса 3 с возможностью качения. Корпус 3 выполнен из диэлектрического неферромагнитного материала, в нем закреплены две катушки 4 и 5 индуктивности, имеющие форму полуколец. В корпусе под катушками выполнены каналы 6, 7, соединяющие полость корпуса со штуцерами 8, один из которых подключен к источнику хладагента. Каждая из катушек соединена с блоком импульсного питания посредством малоиндуктивных кабелей 9. Ускорение и торможение подвижной части дефлектора осуществляется под действием силы, возникающей вследствие взаимодействия магнитного поля катушек с магнитными полями токов, индуцированных в рабочих зонах держателя зеркала.

Фиг. 2

Редактор Т. Лошкарева

Составитель И. Форманюк

Техред М.МоргенталКорректор М. Максимишинец

от ЗВП