Тестирование дифракционного оптического элемента в составе специального CO2-лазерного оборудования для модификации металлических материалов

Abstract

Проведено тестирование отражающего дифракционного оптического элемента (ДОЭ) в составе специального CO2-лазерного оборудования Oerlikon OPL 2000 для модификации металлических материалов. Измерено распределение плотности мощности в плоскости, расположенной за фокальной плоскостью ДОЭ. Установлено, что ДОЭ предоставляют возможность сформировать заданный профиль плотности мощности. Использование данных оптических элементов при лазерной обработке материалов открывает новые возможности для управления свойствами и эксплуатационными характеристиками обрабатываемых деталей. Дополнительное перераспределение мощности излучения к краям лазерного пятна достигается за счет увеличения доли энергии, отраженной периферийными зонами ДОЭ, например, путем увеличения апертуры сфокусированного луча. Предлагается использовать телескопическую систему из двух линз для изменения диафрагмы лазерного луча, фокусируемого ДОЭ. Testing of a reflective diffractive optical element (DOE) as part of specific CO2 laser equipment Oerlikon OPL 2000 for metallic materials modification was performed. The power density distribution in a plane located behind the DOE focal plane has been measured. It was found that DOEs make it possible to form a predetermined beam power density profile and to perform the transformation of laser energy, chosen by calculation previously. The use of these optical elements in the laser material treatment reveals new possibilities for controlling properties and operational characteristics of processed components. Additional redistribution of the beam power to edges of the laser spot is achieved by increasing the proportion of energy reflected by DOE peripheral zones, for example, by increasing the aperture of the focused beam. It is proposed using a telescopic system of two lenses to change the aperture of the laser beam focusable by the DOE.