Расчет формирующей оптической системы технологического оборудования на базе мощного волоконного лазера

Рассмотрены особенности функционирования оптических систем технологического оборудования на базе мощных волоконных лазеров. Экспериментальные результаты показали, что распределение плотности мощности лазерного излучения и распределение температуры на оптическом элементе лазерной головки имеют один и тот же характер и могут быть аппроксимированы функцией Гаусса. Приведены результаты экспериментальных исследований нагрева оптических элементов из высокочистого кварцевого стекла российского производства марки КС-4В при формировании излучения мощного волоконного лазера непрерывного режима. Определена максимальная температура нагрева оптических элементов при различных плотностях мощности лазерного излучения. Приведены выражения для анализа термооптических искажений пучка на выходе оптической системы лазерного оборудования для технологических процессов обработки материалов. Анализ рассчитанных оптических систем показал, что из-за нагрева линз из кварцевого стекла под действием мощного лазерного излучения выходная перетяжка смещается ближе к защитному стеклу, а её диаметр практически не изменяется. Проведенные исследования показывают необходимость учета нагрева линз при проектировании лазерной оптики для современного технологического оборудования на базе мощных волоконных лазеров.