लेझर प्रक्रिया ऑप्टिकल सिस्टम सोल्यूशन

लेझर प्रक्रिया ऑप्टिकल सिस्टम सोल्यूशन
चा निर्धारलेझर प्रक्रियाऑप्टिकल सिस्टीमचे सोल्यूशन विशिष्ट ॲप्लिकेशनच्या परिस्थितीवर अवलंबून असते. वेगवेगळ्या परिस्थितींनुसार ऑप्टिकल सिस्टीमसाठी वेगवेगळे सोल्यूशन्स तयार होतात. विशिष्ट ॲप्लिकेशन्ससाठी विशिष्ट विश्लेषणाची आवश्यकता असते. ऑप्टिकल सिस्टीम आकृती १ मध्ये दर्शविली आहे:

विचार करण्याची पद्धत अशी आहे: ठोस प्रक्रियात्मक उद्दिष्ट्ये –लेझरवैशिष्ट्ये – ऑप्टिकल प्रणाली आराखड्याची रचना – अंतिम ध्येयाची पूर्तता. खाली काही विविध उपयोजन क्षेत्रे दिली आहेत:
१. अचूक सूक्ष्म-प्रक्रिया क्षेत्र (मार्किंग, एचिंग, ड्रिलिंग, अचूक कटिंग, इत्यादी). अचूक सूक्ष्म-प्रक्रिया क्षेत्रातील सामान्य ठराविक प्रक्रिया म्हणजे धातू, सिरॅमिक्स आणि काच यांसारख्या पदार्थांवर केली जाणारी सूक्ष्म-माप प्रक्रिया, जसे की मोबाईल फोनसाठी लोगो मार्किंग, वैद्यकीय स्टेंट, गॅस इंधन इंजेक्शन नोझलसाठी सूक्ष्म छिद्रे, इत्यादी. या प्रक्रियेतील मुख्य आवश्यकता अशी आहे की: प्रथम, त्यात अत्यंत लहान केंद्रित प्रकाश बिंदू, अत्यंत उच्च ऊर्जा घनता आणि सर्वात लहान औष्णिक प्रभाव क्षेत्र, इत्यादी बाबींचा समावेश असला पाहिजे. वरील अनुप्रयोग आणि आवश्यकतांसाठी, निवड आणि डिझाइन...लेझर प्रकाश स्रोतआणि इतर घटक पार पाडले जातात.
अ. लेझरची निवड: अल्ट्राव्हायोलेट/ग्रीन सॉलिड लेझर (नॅनोसेकंद) किंवा अल्ट्राफास्ट लेझर (पिकोसेकंद, फेमटोसेकंद) निवडण्यामागे मुख्यत्वे दोन कारणे आहेत. पहिले म्हणजे, तरंगलांबी ही केंद्रित प्रकाशबिंदूच्या प्रमाणात असते आणि सामान्यतः लहान तरंगलांबी निवडली जाते. दुसरे म्हणजे, पिकोसेकंद/फेमटोसेकंद पल्सेसमध्ये "कोल्ड प्रोसेसिंग" हे वैशिष्ट्य असते, आणि औष्णिक प्रसारापूर्वीच ऊर्जेवर प्रक्रिया पूर्ण होते, ज्यामुळे कोल्ड प्रोसेसिंग साध्य होते. सामान्यतः, अवकाशीय प्रकाश आउटपुट असलेला लेझर प्रकाश स्रोत निवडला जातो, ज्याचा बीम क्वालिटी फॅक्टर M2 साधारणपणे 1.1 पेक्षा कमी असतो, ज्यामुळे त्याची बीम गुणवत्ता उत्कृष्ट असते.
ब. शलाका विस्तारक प्रणाली आणि संरेखन प्रणालीमध्ये सामान्यतः बदलत्या आवर्धनाच्या (2X – 5X) शलाका विस्तारक भिंगांचा वापर केला जातो, ज्याद्वारे शलाकेचा व्यास शक्य तितका वाढवण्याचा प्रयत्न केला जातो. शलाकेचा व्यास हा केंद्रित प्रकाशबिंदूच्या व्यस्त प्रमाणात असतो आणि सामान्यतः गॅलिलियन शलाका विस्तारक रचना वापरली जाते.
c. फोकसिंग प्रणालीमध्ये सामान्यतः उच्च-कार्यक्षमतेच्या एफ-थीटा लेन्स (स्कॅनिंगसाठी) किंवा टेलिसेन्ट्रिक फोकसिंग लेन्स वापरल्या जातात. नाभीय अंतर हे केंद्रित प्रकाशबिंदूच्या प्रमाणात असते आणि सामान्यतः कमी नाभीय अंतराच्या फील्ड लेन्स (जसे की f = ५० मिमी, १०० मिमी) वापरल्या जातात. आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे: सामान्यतः, फील्ड लेन्समध्ये बहु-घटक लेन्स गट (लेन्सची संख्या ≥ ३) वापरला जातो, ज्यामुळे विस्तृत दृश्यक्षेत्र, मोठे छिद्र आणि कमी विपथन निर्देशक साध्य करता येतात. येथील सर्व ऑप्टिकल लेन्समध्ये लेझरच्या नुकसान मर्यादेचा विचार करणे आवश्यक आहे.
ड. कोॲक्सिअल मॉनिटरिंग ऑप्टिकल सिस्टीम: ऑप्टिकल सिस्टीममध्ये, प्रक्रिया प्रक्रियेचे अचूक स्थान निश्चित करण्यासाठी आणि रिअल-टाइम मॉनिटरिंगसाठी सामान्यतः कोॲक्सिअल व्हिजन (CMOS) सिस्टीम समाकलित केली जाते.
२. मॅक्रो-मटेरियल प्रोसेसिंग: मॅक्रो-मटेरियल प्रोसेसिंगच्या सामान्य उपयोगांमध्ये ऑटोमोटिव्ह शीट मटेरियल कापणे, जहाजाच्या बॉडीच्या स्टील प्लेट्सचे वेल्डिंग करणे आणि बॅटरी हाउसिंग शेलचे वेल्डिंग करणे यांचा समावेश होतो. या प्रक्रियांसाठी उच्च शक्ती, उच्च भेदक क्षमता, उच्च कार्यक्षमता आणि प्रक्रियात्मक स्थिरता आवश्यक असते.
३. लेझर अॅडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (३डी प्रिंटिंग) आणि क्लॅडिंगच्या अनुप्रयोगांमध्ये सामान्यतः खालील ठराविक प्रक्रियांचा समावेश असतो: एरोस्पेस जटिल धातू प्रिंटिंग, इंजिन ब्लेड दुरुस्ती, इत्यादी.
मुख्य घटकांची निवड खालीलप्रमाणे आहे:
अ. लेझर निवड: सर्वसाधारणपणे,उच्च-शक्ती फायबर लेझरनिवडले जातात, ज्यांची शक्ती सामान्यतः 500W पेक्षा जास्त असते.
b. बीम शेपिंग: या ऑप्टिकल प्रणालीला सपाट-शिखर प्रकाश बाहेर टाकण्याची आवश्यकता असते, त्यामुळे बीम शेपिंग हे मुख्य तंत्रज्ञान आहे आणि ते विवर्तनशील ऑप्टिकल घटकांचा वापर करून साध्य केले जाऊ शकते.
c. फोकसिंग प्रणाली: आरसे आणि डायनॅमिक फोकसिंग या ३डी प्रिंटिंग क्षेत्रातील मूलभूत गरजा आहेत. त्याच वेळी, कडा आणि केंद्राच्या प्रक्रियेत सुसंगतता सुनिश्चित करण्यासाठी स्कॅनिंग लेन्समध्ये ऑब्जेक्ट-साइड टेलिसेन्ट्रिक डिझाइनचा वापर करणे आवश्यक आहे.