В рамках продолжения работы над проектом по созданию бюджетного лазерного комплекса на базе полупроводникового лазера Osram PLTB450B (длина волны излучения 0.44 мкм, мощностью 1 Вт) возникла задача сфокусировать лазерное излучение на заданном расстояние. По заявленным параметрам завода изготовителя, диаметр выходного окна лазерного диода составляет 2 мм[1, с.4]. Согласно техническому заданию для курсовой работы фокусное расстояние оптической системы должно составлять 30 мм, а диаметр лазерного пучка в зоне фокусировки — 0,3 — 0.5 мм. Так как для лазерного комплекса важным параметром является скорость обработки, то имеет значения размер и масса спроектированной оптической схемы. Изначально планировалось за основу оптической системы взять готовый оптический блок от DVD Blue-Ray привода. Однако, согласно результатам проведенных исследований [2, с.348], фокусное расстояние такой системы составляет 4 мм. Согласно принципам построения лазерного резака [3, с.10], после последней линзы необходимо пространство для подвода газовой смеси. В случае фокусного расстояния 4 мм такого пространства не остаётся.
В связи с этим, в данной курсовой работе необходимо спроектировать подходящую оптическую систему и изготовить действующий макет лазерного резака на основе этой системы.
В данной работе поставленная цель достигается путем решения следующих задач:
- 1) изучить формализм геометрической оптики для построения изображений с помощью линз;
- 2) рассчитать оптическую систему резака;
- 3) спроектировать оптическую систему резака;
- 4) изготовить действующий макет лазерного резака.
В главе 1 данной работы рассматриваются формализм геометрической оптики, который необходим для последующего аналитического расчета оптической системы лазерного резака.
В главе 2 представлены расчеты для однолинзовой и двухлинзовой оптической системы лазерного резака и конструкция реализованного лазерного резака.
В главе 3 приведены результаты экспериментального исследования диаметра перетяжки и численное моделирование длины зависимости оптической системы от фокусного расстояния двухлинзовой оптической системы лазерного резака.
