Устройство для защиты оптических элементов лазерных установок Советский патент 1992 года по МПК B23K26/00 

vi со

ел loo

00

Изобретение относится к области защиты оптических элементов лазерных установок.

Целью изобретения является повышение надежности в работе.

На фиг.1 изображено устройство в момент прохождения лазерного излучения; на фиг.2 - то же, в момент отклонения заслонки.

Устройство содержит сопло 1 с отверстием 2 для прохода лазерного излучения 3, электроды 4, установленные на сопле 1 перпендикулярно к оси отверстия 2 на заданном расстоянии друг от друга и симметрично относительно оси отверстия 2, источник 5 электрического тока в виде, например, конденсаторной батареи, электрически связанной с электродами 4. В отверстии 2 сопла 1 установлен также экран б с центральным отверстием 7 для прохода излучения 3. Экран 6 снабжен постоянным магнитом 8, установлен в отверстии 2 с возможностью поперечного перемещения и подпружинен относительно сопла 1 с помощью пружинных стоек 9. На сопле 1 соос- но с постоянным магнитом 8 и перпендикулярно оси отверстия сопла смонтирован электромагнит 10 с сердечником 11, электрически связанный с источником 5 тока. Со- осно с отверстием 2 сопла 1 установлен лазер 12 импульсного действия с оптической системой 13.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении экран 6 удерживается пружинными стойками 9 в исходном положении. Магнит 8 контактирует с сердечником 11. При заряженном источнике 5 электрического тока (конденсаторе) подается импульс лазерного излучения 3 (фиг.1). В момент прохода лазерного излучения 3 газовая среда в зоне излучения ионизируется и становится электропроводной, вследствие чего между электродами 4 инициируется электрический разряд от источника 5. В момент электрического разряда электрическая энергия преобразуется в тепловую и происходит выброс газа с высокой скоростью навстречу движению частиц продуктов сгорания из зоны обработки детали 14. В момент возникновения электрического разряда между электродами 4. т.е. в момент прохождения электрического тока через электромагнит 10, сердечник 11 намагничивается, причем таким образом, что на конце его со стороны магнита 8 образуется полюс, одноименный с полюсом контактирующей стороны магнита 8, и происходит резкое отталкивание магнита 8 от неподвижного сердечника 11, в результате чего экран 6

отклоняется на пружинных стойках 9 в поперечном направлении, отверстие 7 смещается от оси отверстия 2 (фиг.2) и- экран 6 препятствует движению частиц продуктов

сгорания в сторону оптической системы 13. Далее экран 6 под действием пружинных стоек 9 возвращается в исходное положение, и магнит 8 притягивается к размагниченному сердечнику 11.

Пример. Устройство предназначено для пробивки сквозных отверстий в печатных платах из текстолита марки СФ2-35 толщиной 1,5 мм с обкладкой из медной

фольги 0.035 мм. Диаметр прошиваемых отверстий 0,2-0,4 мм. В устройстве используется лазер импульсного действия Квант-12. В качестве источника электрического тока применена конденсаторная батарея напряжением U 4000 В, емкостью С 40 мкФ, мощностью W 320 Дж. Расстояние между электродами h 2 мм, т.е. соответствует диаметру лазерного луча в месте его прохождения между электродами. Воздушный зазор между электродами соответствует пробою при напряжении U 6000 В. В момент прохождения импульсного лазерного излучения между электродами воздушная среда ионизируется и становится

электропроводной, вследствие чего между электродами происходит разряд электрического тока. Энергия электрического разряда переходит в тепловую энергию, равную Q -А -0,24 2,4 кал. Мгновенное расширение

газа создает ударную волну и выброс газа из отверстия сопла навстречу частицам продуктов сгорания, вылетающим из отверстия платы. Количество витков и диаметр провода электромагнита подбираются экспериментально.

Формула изобретения Устройство для защиты оптических элементов-лазерных установок, содержащее

сопло с отверстием для прохода лазерного излучения, электроды, установленные на сопле перпендикулярно оси отверстия сопла на заданном расстоянии относительно друг друга и симметрично относительно нее, источник электрического тока, электрически связанный с электродами, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно дополнительно снабжено экраном с центральным отверстием для прохода излучения, установленным в отверстии сопла с возможностью перемещения поперек оси этого отверстия и подпружиненным относительно сопла, постоянным магнитом, жестко закрепленным на экране, и установленным на сопле

соосно с постоянным магнитом и перпендикулярно оси отверстия сопла электромагнитом с сердечником, электрически связанным с источником электрического тока.

Использование: защита оптических элементов лазерных установок. В отверстии 2 сопла 1, смонтированного соосно лазеру 12 импульсного действия с оптической системой 13, установлены электроды 4, электрически соединенные с источником 5 электрического тока, экран 6 с центральным отверстием 7 для прохода лазерного излучения 3. Экран 6 снабжен постоянным магнитом 8, установлен в отверстии 2 с возможностью поперечного перемещения и подпружинен относительно сопла 1 с помощью пружинных стоек 9. На сопле 1 соосно с постоянным магнитом 8 и перпендикулярно оси отверстия 2 сопла 1 смонтирован электромагнит 10 с сердечником 11, электрически связанный с источником 5 тока. Электроды 4 установлены на сопле 1 перпендикулярно к оси отверстия 2 на заданном расстоянии друг относительно друга, равном ширине лазерного излучения 3 вместе прохождения между электродами 4. 2 ил. (Л С

Риг.2