Разработан прототип зеркала для бесперебойной лазерной резки и сварки

Для резки или сварки лазером требуется очень много энергии. Как выяснилось, процесс не протекает без проблем.

Дело в том, что энергия луча искажает зеркала, которые фокусируют ее в точку. Когда это происходит, луч расширяется и теряет интенсивность. Новый тип зеркала способен искажаться самостоятельно, чтобы исправить нежелательную деформацию.

Лазеры используются в промышленности для резки материалов или сварки деталей. Лазерный луч фокусируется в точку с помощью различных линз и зеркал; чем меньше фокус и выше энергия, тем более точно операторы манипулируют лазером. Может показаться, что достаточно увеличить энергию, и дело в шляпе. Как бы не так! С увеличением энергии лазера возрастает температура зеркала, и оно начинает искажаться. Деформированное зеркало не способно эффективно фокусировать лазер; фокус увеличивается, и энергия лазера тратится впустую.

Точное исправление нежелательной деформации

Ученые работают над тем, чтобы сделать зеркала более термостойкими, дабы они не деформировались. Однако это очень сложно и срабатывает лишь до определенного момента. Ученые из Фраунгоферского института прикладной оптики и точного инжиниринга применили совершенно иной подход.

«Мы разработали зеркало, которое не предотвращает деформацию, а исправляет ее», пояснила доктор Клаудиа Рейнлейн. „Предварительно нагревая зеркало до точно определенного уровня, мы уравновешиваем нежелательную деформацию, которая получится в результате воздействия лазера“.

Ученые спроектировали керамическое зеркало с медным слоем спереди и встроенными температурными датчиками и нитями. Когда лазерный луч нагревает зеркало, датчики обнаруживают изменение. Программное обеспечение вычисляет степень искажения зеркала и посылает соответствующий ток на нити, которые вследствие этого нагреваются и уравновешивают деформацию. На задней стенке зеркала ученые приспособили пьезоэлектрический слой, который также способен исказить зеркало и исправить все дальнейшие ошибки, разрушающие лазерный луч. Опытный образец зеркала уже разработан и буде продемонстрирован на ярмарке во Франкфурте на Майне 20-22 мая 2014 года.

15.05.2014