2. Компьютерная часть

1. Овладение навыками черчения в среде ПО AutoCad, Компас – 3D и CorelDraw

Для выполнения задания лабораторной работы необходимо изучить программное обеспечение, позволяющее выполнять 3-D моделирование. Инструкция по работе с программами Компас - 3D, AutoCad и CorelDraw находится на рабочем месте оператора. Видео урок по созданию развертки из 3^х мерной модели детали записан на управляющем ПК в папке Video. Кроме того, необходимо освоить создание текстового и графического материала с помощью ПО CorelDraw.

3. Экспериментальная часть

1. Принцип работы импульсно-периодического твердотельного лазера с непрерывной ламповой накачкой

Среди многообразия твердотельных лазеров с непрерывной ламповой накачкой широкое применение нашли три вида: одномодовые лазеры с модуляцией до­бротности, лазеры с преобразованием частоты и мощные лазеры непрерывного режима. На ОАО «Рязанский радиозавод» имеются одномодовые лазеры и мощные лазеры непрерывного действия, поэтому остановимся более подробно на этих модификациях твердотельных лазеров. В лазерной технологии гравировки в основном используются лазеры с модуляцией добротности. В данной работе используется твердотельный лазер серии ЛТИ – 500. Рассмотрим основные особенности его работы.

Одномодовые лазеры с модуляцией добротности. Лазеры серии ЛТИ-500 генерируют моду ТВМ₀₀ наинизшего порядка.

В случае непрерывной накачки импульсный режим работы с большой частотой повторения (5…50 кГц) обеспечивается модуляцией добротности резонатора акустооптическим затвором.

Таблица 3.

Параметры лазеров серии лти-500

Тип лазера	Длина волны излучения, мкм	Средняя мощность излучения, Вт			Расходимость, мрад	Частота повторения импульсов, кГц
		ТЕМ00	ТЕМmn
ЛТИ-501	1,06	8		30	2	5…50
ЛТИ-502	1,06	16		30	2	8…50

Рис. 6. Зависимости средней мощности (1), длительности им­пульса (2) и пиковой мощности (3) от частоты повторения им­пульсов излучения лазера ЛТИ-502

Рис. 5. Зависимость мощнос­ти излучения лазера ЛТИ-502 от мощности накачки

При выключенном затворе лазеры работают в непрерывном режиме. За­висимость мощности излучения от мощности накачки для лазера ЛТИ-502 приведена на рис. 5. Зависимости средней мощности излучения Р_ср, длительности импульса излучения τ и пиковой мощ­ности Р_пик от частоты повторения импульсов для лазеров с модуляцией добротности резонатора имеют вид, представленный на рис. 6. При больших частотах повторения значение средней мощности асимптотически стремится к уровню мощности в непрерывном ре­жиме генерации. С уменьшением частоты повторения средняя мощ­ность падает и при низких частотах линейно стремится к нулю, по­скольку накопленная инверсия в промежутках между импульсами генерации расходуется на люминесценцию. Длительность импуль­сов излучения при повышении частоты повторения монотонно уве­личивается, так как накопленная инверсия в промежутках между импульсами становится меньше. Значения пиковой мощности, при­веденные на рис. 6, рассчитаны по формуле

Р_пик = Р_ср/f_τ (2)

исходя из дан­ных, определенных из эксперимента.

Лазеры ЛТИ-500 могут работать также в многомодовом режи­ме генерации (без селектирующей диафрагмы в резонаторе), при этом мощность излучения составляет 20…50 Вт.

Оптическая схема излучателей лазеров ЛТИ-501 и ЛТИ-502 приведена на рис. 7. Элементы излучателя монтируют в корпусе, являющемся несущей конструкцией. На торцах корпуса крепят узлы юстировки зеркал. Образованный таким образом резонатор име­ет длину 850 мм. «Глухие» зеркала — выпуклые с радиусом кри­визны 400 мм, выходные — плоские; коэффициент пропускания вы­ходного зеркала 10% для ЛТИ-501 и 16% для ЛТИ-502.

Рис. 7. Оптическая схема излучателя лазеров ЛТИ-501 и ЛТИ-502:

1 – излучатель, 2 - глухое зеркало, 3 - квантрон, 4 - селектирующая диафрагма, 5 - акустоопгический затвор, 6 - выходное зеркало

Внутри корпуса устанавливают квантрон, селектирующую диафрагму и акустооптический затвор. Квантрон представляет собой несущий корпус, выполняемый обычно из нержавеющей стали, внутри кото­рого находятся отражатель, активный элемент и лампа накачки. Отражатель изготавливают из монолитной заготовки легированно­го европием кварцевого стекла в форме эллиптического цилиндра. В отражателе параллельно оси просверлены два отверстия, внут­ри которых располагают активный элемент и лампу накачки. Одно­ламповый осветитель с отражателем такой конструкции обеспечи­вает высокую эффективность накачки в одномодовом режиме ге­нерации за счет фокусировки излучения накачки в центральную часть активного элемента, а также фильтрацию ультрафиолетового излучения лампы. Использованные в лазерах ЛТИ-501 и ЛТИ-502 активные элементы из граната имеют размеры 4х65 мм и 5х100 мм, а дуговые криптоновые лампы накачки — внутренний ди­аметр 6 мм и длину разрядного промежутка 60 и 90 мм, соответст­венно.