एक शंक्वाकार दर्पण और एक परवलयिक बेलनाकार दर्पण का उपयोग करके कुंडलाकार-केंद्रित बीम उत्पन्न करने के लिए एक ऑप्टिकल प्रणाली का डिजाइन

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^cसोचो मेसन ऑप्टिक्स कं, लिमिटेड, सूज़ौ, जियांगसु 215028, चीन

1 परिचय

लेजर बीम शेपिंग और मॉड्यूलेशन की फाइबर ऑप्टिक संचार, लेजर कटिंग और लेजर वेल्डिंग [1,2] में एक महत्वपूर्ण भूमिका है। औद्योगिक पतली-दीवार वाले पाइप वेल्डिंग आमतौर पर एक केंद्रित लेजर बीम स्पॉट के साथ पूरा होता है जो स्वचालित मशीनरी [3,4] के साथ संयुक्त होता है। इस पद्धति का वेल्डिंग प्रभाव स्वचालित मशीनरी के स्ट्रोक प्रक्षेपवक्र की कम सटीकता और केंद्रित बीम के गैर -समान तीव्रता वितरण के कारण खराब और अक्षम है। इसलिए, नए ऑप्टिकल सिस्टम को बीम को एक कुंडलाकार बीम [5–8] में सीधे आकार देकर इन समस्याओं को हल करने का प्रस्ताव है। कुंडलाकार बीम शेपिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश ऑप्टिकल सिस्टम एक शंक्वाकार लेंस और एक फ़ोकसिंग लेंस से मिलकर होते हैं। फिर भी, शंक्वाकार लेंस पॉलिशिंग प्रक्रिया द्वारा सीमित, लेंस सेंटर की नोक गोलाई के लिए प्रवण है, जिसके परिणामस्वरूप एक गैर -समान केंद्र बीम और इसकी गुणवत्ता को कम करता है। लेंस फिल्म लेयर के साथ ट्रांसमिसिव सिस्टम लंबे समय तक उच्च-शक्ति लेजर बीम का समर्थन नहीं कर सकते हैं और अंतिम वेल्डिंग दक्षता और सटीकता को प्रभावित करते हुए ऑप्टिकल सिस्टम की लंबाई की अतिरेक और अन्य समस्याओं को प्रेरित करते हैं। परावर्तक ऑप्टिकल सिस्टम के दर्पण को उच्च दक्षता और अच्छी सटीकता के साथ अल्ट्रा-सटीक एकल-बिंदु डायमंड टर्निंग (एसपीडीटी) द्वारा संसाधित किया जा सकता है, और धातु की सतह [12] पर सोने के चढ़ाव के बाद परावर्तकता 98% है। हालांकि, इस तरह के ऑप्टिकल सिस्टम अभी भी शंक्वाकार दर्पण के एक ही ऊर्ध्वाधर कोण का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक संरचना होती है जिसमें ध्यान केंद्रित करने वाले दर्पण की स्थिति को स्वतंत्र रूप से नहीं बदला जा सकता है और डिजाइन की स्वतंत्रता सीमित है [13,14]। जब घटना बीम गॉसियन होती है, तो कुंडलाकार के आकार की तीव्रता वितरण समान नहीं होता है। थर्मल विरूपण की समस्या को बड़े कुंडलाकार वेल्ड गैप के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया में हल नहीं किया जा सकता है।

इस अध्ययन में, एक चिंतनशील ऑप्टिकल प्रणाली को शंक्वाकार और परवलयिक दर्पणों के आधार पर चिंतनशील ऑप्टिकल सिस्टम की स्वतंत्रता और नॉन -फॉर्म केंद्रित कुंडलाकार बीम की सीमित डिग्री की समस्याओं को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक परवलयिक रोटेशन मैट्रिक्स ऑप्टिकल सिस्टम की डिजाइन स्वतंत्रता को बढ़ाने के लिए किसी भी शंक्वाकार दर्पण ऊर्ध्वाधर कोण के लिए लिया गया है। फिर, एक अवतल -संकुचित परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण को केंद्रित कुंडलाकार बीम की कुंडलाकार रिंग चौड़ाई बढ़ाने और समान तीव्रता वितरण के साथ एक कुंडलाकार बीम बनाने के लिए इसकी तीव्रता वितरण को अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

2। डिजाइन विधि

2.1। ऑप्टिकल तंत्र की प्रारंभिक संरचना

ऑप्टिकल सिस्टम में एक शंक्वाकार दर्पण M1 और एक परवलयिक बेलनाकार दर्पण M2 होता है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 1। यह कुंडलाकार बीम के व्यास के आधार पर डिज़ाइन किया गया है, जो कि वर्किंग डिस्टेंस Z1, और बीम का आकार H। मेरिडियल प्लेन कोऑर्डिनेट सिस्टम को एक्सिस एक्स और एक सर्कुलर बीम्स को परिभाषित किया गया है। दिशा लगभग 90− को बदल देती है और फिर M2 पर परिलक्षित होती है। अंत में, संपूर्ण बीम फोकल पॉइंट एफ पर परिवर्तित हो जाता है। यह देखते हुए कि फोकल पॉइंट एफ ऑप्टिकल एक्सिस जेड से ऑफसेट है, एक केंद्रित कुंडलाकार बीम फोकल प्लेन में ऑफसेट दूरी के बराबर त्रिज्या के साथ बनता है। संक्षेप में, फोकस एफ के निर्देशांक को कार्य दूरी Z1 और कुंडलाकार बीम के व्यास ø द्वारा निर्धारित किया जाता है, और एम 1 का आकार भी घटना बीम के आकार एच। ऑप्टिकल सिस्टम मापदंडों से प्रभावित होता है, प्रारंभिक स्थितियों से प्राप्त किया जा सकता है।

M1 की चिंतनशील सतह को ऑप्टिकल अक्ष z के चारों ओर घूमने वाली एक शंक्वाकार लाइन द्वारा बनाई जाती है, और मेरिडियल प्लेन में शंक्वाकार लाइन समीकरण L (x, z) को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:

M1 का शीर्ष कोण A 90− है, और इसके निचले व्यास को घटना लेजर आकार H के अनुसार सेट किया जा सकता है।

M2 की चिंतनशील सतह को ऑप्टिकल अक्ष z के चारों ओर घूमते हुए परबोला द्वारा बनाया जाता है, और इसकी समरूपता अक्ष अक्ष एक्स है। मेरिडियल प्लेन में परबोला पी (एक्स, जेड) को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:

जहां एफ परबोला की फोकल लंबाई है, एल परबोला वर्टेक्स एस और जेड अक्ष के बीच की दूरी है, और फोकल प्वाइंट एफ निर्देशांक एफ (एक्सएफ, जेडएफ) हैं। यदि XF -D के बराबर है और ZF शून्य के बराबर है, तो केंद्रित कुंडलाकार बीम की त्रिज्या d है। फोकल लंबाई F Eq में अज्ञात पैरामीटर है। (२)। एज प्वाइंट टी P (x, z) पर स्थित है, इसका Z समन्वय -Z1 है, और इसका X समन्वय त्रिज्या R के बराबर है, जिसका मान ऑप्टिकल सिस्टम के आकार द्वारा यथोचित रूप से निर्धारित है। अंत में, फोकल लंबाई F की गणना T (r, Z1) को Eq में प्रतिस्थापित करके की जा सकती है। (२)।

2.2। शंक्वाकार दर्पण एपेक्स कोण के साथ ऑप्टिकल प्रणाली बदल गई

M1 पर परिलक्षित बीम 1 से 2 तक बदल जाता है जब M1 का शीर्ष कोण ′ है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। परबोला के समरूपता अक्ष x ′ परिलक्षित प्रकाश 2 के समानांतर होना चाहिए ताकि ध्यान केंद्रित किया जा सके और फोकस स्थिति अपरिवर्तित हो। वास्तव में, परबोला पी (एक्स, जेड) को एक नए परबोला पी ′ (एक्स ′, जेड ′) प्राप्त करने के लिए एक निश्चित कोण θ द्वारा फोकस एफ के चारों ओर घुमाया जाता है, और कोण θ 90º– ′ के बराबर होता है। जहां टी रोटेशन से पहले parabola P (x, z) पर एक बिंदु है, और फ़ोकस f के लिए वेक्टर ft̅ →=(x - xf, z - zf) है। T ′ T का घुमाया हुआ बिंदु है, और फ़ोकस f का वेक्टर ft̅ → ′=(x ′ - xf, z ′ - zf) है। बिंदु t ′ (x ′, z ′) की स्थिति की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

अंजीर। 1। कुंडलाकार बीम ऑप्टिकल सिस्टम में एक शंक्वाकार दर्पण M1 और एक परवलयिक बेलनाकार दर्पण M2 होता है।

अंजीर। 2। शंक्वाकार दर्पण एपेक्स कोण के साथ ऑप्टिकल प्रणाली बदल गई। जब एपेक्स कोण होता है, तो ठोस नीली रेखा बीम प्रसार प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करती है, और बिंदीदार रेखा प्रसार प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करती है जब एपेक्स कोण ′ होता है।

वेक्टर ft̅ → और अक्ष X के बीच का कोण कहाँ है, और ̅ ft̅ → ▕ वेक्टर ft̅ → का मापांक है। उपरोक्त सूत्र निम्नानुसार सरल है:

जहां T ′ और T के निर्देशांक को रोटेशन मैट्रिक्स Tθ द्वारा एक दूसरे में बदल दिया जाता है, इसलिए परवलयिक P ′ (x ′, z ′) समीकरण इस प्रकार है:

ऑप्टिकल सिस्टम को शंक्वाकार दर्पणों का उपयोग करके=90 ′, ′> 90−, और ′ ′ <90− के तीन प्रकार के कोणों के साथ डिज़ाइन किया गया है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 3 में दिखाया गया है। M2 की शीर्ष कोण को M1 में बदल दिया जाता है, जब M1 में MACTON के आधार पर MACTON की स्थिति का चयन किया जा सकता है।

कुंडलाकार लेजर बीम त्रिज्या उपरोक्त डिजाइन विधियों में फोकस एफ के निर्देशांक द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। एफ निर्देशांक F (-d, {{{0}}}) हैं, और किरण अनुरेखण सिमुलेशन द्वारा प्राप्त ऊपरी और निचले बीम पहले मिलते हैं और फिर फोकल प्लेन को प्रचारित करते हैं, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। जब F निर्देशांक F (0}, 0) पर ध्यान केंद्रित करते हैं। जब एफ समन्वयित होता है

अंजीर। 3। विभिन्न शंक्वाकार दर्पण शीर्ष कोणों के साथ ऑप्टिकल सिस्टम। (ए) एपेक्स कोण=90}।

f (d, {{{0}}}) हैं, लेजर बीम ओवरलैपिंग के बिना फोकल प्लेन में सीधे प्रसार करते हैं। यद्यपि कुंडलाकार बीम का आकार f (-d, 0) के समान है, इसकी तीव्रता वितरण और व्यावहारिक उपयोग अलग -अलग हैं।

अंजीर। 4 (ए) डिटेक्टर दर्शक द्वारा प्राप्त कुंडलाकार बीम को दिखाता है जब एफ निर्देशांक एफ (-d, 0) होते हैं, और अंजीर। 4 (बी) कुंडलाकार बीम की तीव्रता वितरण वक्र को दर्शाता है। तीव्रता का शिखर बाहर के किनारे पर है, और इसका वितरण बाहर से इंटीरियर तक नीरस रूप से कम हो जाता है। यह अंजीर में लेजर वेल्डिंग के अनुप्रयोग क्षेत्र में घटकों के बीच आंतरिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है। 4 (सी)।

अंजीर। 5 (ए) डिटेक्टर दर्शक द्वारा प्राप्त कुंडलाकार बीम को दिखाता है जब एफ निर्देशांक एफ (डी, 0) होते हैं। अंजीर। 5 (बी) इंगित करता है कि तीव्रता का शिखर आंतरिक किनारे पर है, और इसका वितरण अंजीर 4 (बी) में इसके विपरीत है। जैसा कि चित्र 5 (सी) में दिखाया गया है, यह लेजर वेल्डिंग में घटकों की बाहरी वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है।

2.3। एक समान कुंडलाकार लेजर बीम का डिजाइन

बीम एकरूपता σ को अधिकतम और न्यूनतम तीव्रता और औसत तीव्रता के बीच अंतर के अनुपात से मापा जा सकता है, जैसा कि सूत्र (7) में दिखाया गया है। अंजीर। 4 और अंजीर। 5 दिखाते हैं कि फोकल विमान का कुंडलाकार लेजर बीम तीव्रता वितरण उपरोक्त विधि द्वारा समान रूप से डिज़ाइन नहीं किया गया है।

जैसा कि अंजीर। 6 में दिखाया गया है, एम 2 को एक अवतल में बदल दिया जाता है -कॉनेक्स परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण को बीम की तीव्रता की एकरूपता में सुधार करने के लिए [15,16]। M1 की सतह को 1, 2, 3 के क्षेत्रों में अलग किया जाता है। कुंडलाकार रिंग चौड़ाई सीडी के आधार पर, और Z11, Z12, Z13 के रूप में Z- अक्ष के साथ प्रत्येक अनुभाग की चौड़ाई निर्धारित करें।

जहां लेजर बीम 1 और 3 में अवतल दर्पण पर परिलक्षित होता है, फिर फोकल पॉइंट्स एफ 1 और एफ 3 में परिवर्तित होता है, और अंततः सीडी तक पहुंच जाता है। एरिया 2 में बीम उत्तल दर्पण पर परिलक्षित होता है और वर्चुअल फोकस F2 के साथ विपरीत दिशा में यात्रा करता है, अंततः सीडी तक पहुंच जाता है, और एरिया 2 की चौड़ाई सीडी की चौड़ाई से कम है।

1, 2, और 3 क्षेत्रों पर गाऊसी लेजर बीम की घटना की तीव्रता नीरस रूप से कम हो रही है। इसकी तीव्रता तेजी से बिंदु डी से बिंदु सी तक गिरती है, जो कि क्षेत्र 1 के ऊपर अवतल परवलयिक दर्पण द्वारा सीडी को परिलक्षित होती है और क्षेत्र 2 से ऊपर उत्तल परवलयिक दर्पण द्वारा बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप, सीडी में कुंडलाकार-केंद्रित बीम की तीव्रता अवतल-मुक्के की सतह से समान हो जाती है।

जब शंक्वाकार दर्पण का शीर्ष कोण ′ ′ होता है, तो F1 (XF1, ZF1) के साथ अवतल परवलयिक समीकरण PN1 (XN1, Zn1) के रूप में ध्यान केंद्रित किया जा सकता है:

जहां अंक A और B PN1 (XN1, ZN1) पर स्थित हैं, और F1 AD और BC की लाइनों का चौराहा है। A (XA, ZA), C (XC, ZC), और D (XD, ZD) के निर्देशांक की गणना प्रारंभिक स्थिति से की जाती है। B (XB, ZB) में ZB समन्वय ZA+Z11 के बराबर है। XB का मान, F1 का समन्वय, और Eq में फोकल लंबाई FN1। (8) निम्नलिखित समीकरणों का उपयोग करके हल किया जा सकता है:

अंजीर। 4। फोकल विमान के f (-d, 0) पर कुंडलाकार बीम तीव्रता वितरण। (ए) 10 × 10 मिमी डिटेक्टर दर्शक द्वारा प्राप्त कुंडलाकार बीम। सर्कल द्वारा चिह्नित स्थान से पता चलता है कि बाईं ओर बीम की तीव्रता कम है, जबकि दाईं ओर उच्च है। (b) तीव्रता वितरण वक्र। (c) ट्यूबलर भागों की आंतरिक वेल्डिंग। यह दिखाता है कि बीम पथ ट्यूबलर भागों के आंतरिक वेल्डिंग पर लागू होता है।

अंजीर। 5। फोकल विमान के एफ (डी, 0) पर कुंडलाकार बीम तीव्रता वितरण। (ए) 10 × 10 मिमी डिटेक्टर दर्शक द्वारा प्राप्त कुंडलाकार बीम। सर्कल द्वारा चिह्नित स्थान से पता चलता है कि बाईं ओर बीम की तीव्रता अधिक है, जबकि दाईं ओर कम है। (b) तीव्रता वितरण वक्र। (c) ट्यूबलर भागों की बाहरी वेल्डिंग। यह दिखाता है कि बीम पथ ट्यूबलर भागों के बाहरी वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है।

अंजीर। 6। अवतल का डिज़ाइन -कॉनेक्स परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण। (ए) एकीकृत मिरर पर लेजर बीम का पथ आरेख। यह दर्शाता है कि घटना लेजर बीम को एकीकृत दर्पण द्वारा 1,2,3 क्षेत्रों में विभाजित किया गया है और फिर सीडी पर सुपरिम्पोज किया गया है। (बी) मिरर डिजाइन योजनाबद्ध को एकीकृत करना।

अंजीर। 7। (ए) एक समान कुंडलाकार लेजर ऑप्टिकल प्रणाली। भूतल 1 एक शंक्वाकार दर्पण का प्रतिनिधित्व करता है और सतह 2 एक अवतल का प्रतिनिधित्व करता है -कॉनेक्स परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण का प्रतिनिधित्व करता है। (b) 10 × 10 मिमी डिटेक्टर व्यूअर द्वारा प्राप्त समान कुंडलाकार बीम। (c) तीव्रता वितरण वक्र। धराशायी सर्कल मार्क प्रदर्शित करता है कि कुंडलाकार रिंग की चौड़ाई एक आयत के पास है।

इसी तरह, उत्तल परवलयिक समीकरण PN2 (XN2, Zn2) F2 (XF2, ZF2) के साथ फोकस को निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है:

जहां अंक A (XA, ZA), C (XC, ZC), और D (XD, ZD) ज्ञात निर्देशांक हैं, और ZE का मान ZB+Z12 के बराबर है। Eq के साथ संयुक्त। (9), फोकल पॉइंट F2 और फोकल लंबाई FN2 के समन्वय की गणना Eq में की जा सकती है। (१०)। यह अवतल और उत्तल सतहों के जंक्शन बिंदुओं पर निरंतर चिकनाई सुनिश्चित कर सकता है, जैसे कि बी और ई, और निम्नलिखित बाधाओं को संतुष्ट करें:

एक अवतल -संयोग परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण उपरोक्त विधि के आधार पर प्राप्त किया जाता है, जैसा कि चित्र 7 (ए) में दिखाया गया है। अंजीर। 7 (ए) एक समान कुंडलाकार लेजर बीम ऑप्टिकल सिस्टम को दर्शाता है, जहां सतह 1 एक शंक्वाकार दर्पण का प्रतिनिधित्व करता है और सतह 2 एक अवतल -संकुचित परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण का प्रतिनिधित्व करता है। डिटेक्टर व्यूअर द्वारा प्राप्त उज्ज्वल तीव्रता को अंजीर 7 (बी) में दर्शाया गया है। कुंडलाकार रिंग की चौड़ाई का वितरण वक्र अंजीर में एक आयत के पास है। 7 (सी)। एकरूपता 80%से अधिक है, और इसका मूल्य विभाजित क्षेत्रों में वृद्धि के रूप में अधिक होगा।

3। प्रयोग

ऑप्टिकल सिस्टम के डिज़ाइन पैरामीटर तालिका 1 में प्रदान किए जाते हैं, जिसमें फोकल प्लेन यूनिफ़ॉर्म कुंडलाकार लेजर बीम के बाहरी व्यास d ′ 12 मिमी और आंतरिक व्यास d ′ ′ 6 मिमी है। घटना बीम का व्यास एच 2 0 मिमी है, और अवतल के बाईं ओर का त्रिज्या आकार आर -कॉवेक्स परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण 35 मिमी है। कार्य दूरी Z1 15 0 मिमी है, और कुंडलाकार बीम की तीव्रता की एकरूपता 85%से अधिक है। ऑप्टिकल सिस्टम मापदंडों की गणना MATALB द्वारा Eqs का उपयोग करके की जाती है। (1) - (10), जैसा कि तालिका 2 और तालिका 3 में सूचीबद्ध किया गया है। शंक्वाकार दर्पण का आकार H ′ 28 मिमी है, और इसका शीर्ष कोण ′ ′ 86} and है। अंक C और D के निर्देशांक क्रमशः (3, 0) और (6, 0) हैं, और प्रत्येक परवलयिक दर्पण के रोटेशन कोण and हैं।

अंजीर। 8 (ए) दर्पण को एकीकृत करने की वक्र को दर्शाता है। प्रत्येक क्षेत्र की चौड़ाई 2 मिमी है, जो उनकी फोकल लंबाई से बहुत छोटी है। इसलिए, समग्र वक्र सीधे तरंगों के समान एक पैटर्न नहीं देखता है, बल्कि एक सीधी रेखा है। प्वाइंट जी और प्वाइंट जे अवतल-कावक्स जंक्शन पर आसन्न बिंदु हैं। उनके x मानों के बीच का अंतर 2 माइक्रोन है, और उनके z मानों के बीच का अंतर 5 माइक्रोन है। कोई जंपिंग पॉइंट नहीं है, इसलिए पूरा वक्र चिकना है। अंजीर। 8 (बी) वक्र पर x मूल्य के साथ z मान के वृद्धिशील परिवर्तन दर को दर्शाता है। बिंदु A से बिंदु B तक अवतल क्षेत्र में, परिवर्तन दर धीरे -धीरे बढ़ जाती है। बिंदु B से बिंदु E तक उत्तल क्षेत्र में, परिवर्तन दर धीरे -धीरे कम हो जाती है, इसलिए संपूर्ण परिवर्तन दर एक स्पष्ट टूटी हुई रेखा चार्ट है।

दर्पणों की सामग्री ऑक्सीजन मुक्त तांबा है, और उनकी सतहों को SPDT तकनीक का उपयोग करके घूर्णी रूप से सममित और आसानी से निर्मित किया जाता है, जैसा कि चित्र 9 (ए) में दिखाया गया है। संसाधित शंक्वाकार दर्पण की टिप त्रुटि को 1 माइक्रोन से नीचे विनियमित किया जा सकता है, एपेक्स कोण त्रुटि 0 से कम है। ग्लास पॉलिशिंग की तुलना में, SPDT द्वारा 5 एनएम खुरदरापन प्राप्त करने में कम समय लगता है। अंजीर। 9 (बी) ऑप्टिकल सिस्टम को एक समान कुंडलाकार बीम के साथ बाईं सफेद स्क्रीन पर केंद्रित दिखाता है। ऑप्टिकल माउंट और घटक सभी समाक्षीय हैं, और सफेद प्रकाश स्क्रीन और परवलयिक दर्पण के बीच की दूरी 150 मिमी है।

सफेद स्क्रीन को एक CCD कैमरे के साथ 2\/3 इंच के लक्ष्य सतह आकार और 4.5 माइक्रोन के पिक्सेल आकार के साथ बदल दिया जाता है। डिटेक्टर सतह द्वारा प्राप्त कुंडलाकार लेजर बीम को अंजीर 10 (ए) में दिखाया गया है। बाहरी प्रकाश स्रोत और एक्सपोज़र शोर के कारण कुंडलाकार बीम के आसपास धब्बेदार और आवारा प्रकाश हैं। तीव्रता वितरण की वक्र अंजीर में दिखाया गया है। 10 (बी)। कुंडलाकार लेजर बीम की चौड़ाई 3.09 मिमी के अनुरूप 686 पिक्सेल पर है, और सैद्धांतिक मूल्य की तुलना में त्रुटि 3% है। वक्र की औसत तीव्रता 222.4 w\/m2 है। उच्च-ऊर्जा बिंदु की तीव्रता 230.6 w\/ m2 है, जबकि कम-ऊर्जा बिंदु की तीव्रता 205.3 w\/ m2 है। एकरूपता is इस प्रकार है:

4 निर्णय

एक शंक्वाकार दर्पण और एक परवलयिक बेलनाकार दर्पण का उपयोग करके कुंडलाकार बीम उत्पन्न करने के लिए एक ऑप्टिकल प्रणाली इस अध्ययन में डिज़ाइन की गई है। परवलयिक बेलनाकार दर्पण के रोटेशन समीकरण को डिजाइन स्वतंत्रता में सुधार के लिए घटाया जाता है। अवतल -रोधी परवलयिक बेलनाकार इंटीग्रेटिंग मिरर को सरफेस डिवीजन और बीम सुपरपोजिशन के सिद्धांतों के आधार पर डिज़ाइन किया गया है। नतीजतन, यह विधि न्यूनतम संख्या में दर्पणों का उपयोग करके एक कुंडलाकार बीम का निर्माण कर सकती है। बीम की तीव्रता की एकरूपता में भी सुधार किया गया है और उच्च परिशुद्धता के अनुप्रयोग क्षेत्रों को पूरा करता है। प्रयोगात्मक परिणाम से पता चलता है कि कुंडलाकार बीम की व्यास त्रुटि 3%से कम है, और एकरूपता 89%तक पहुंच जाती है।

अंजीर। 8। (ए) एकीकृत दर्पण की वक्र। अवतल क्षेत्रों को नीली रेखाओं और उत्तल क्षेत्रों द्वारा लाल रेखाओं द्वारा इंगित किया जाता है। क्षेत्र की चौड़ाई फोकल लंबाई से बहुत छोटी है, इसलिए पूरी वक्र एक सीधी रेखा की तरह दिखती है। (b) वक्र पर x मान के साथ z मान की वृद्धिशील परिवर्तन दर।

अंजीर। 9। प्रायोगिक ऑप्टिकल सिस्टम। (ए) शंक्वाकार दर्पण और अवतल -संकुचित परवलयिक बेलनाकार एकीकृत दर्पण। (बी) कुंडलाकार लेजर बीम प्रयोगात्मक उपकरण।

अंजीर। 10। (ए) सीसीडी की डिटेक्टर सतह पर कुंडलाकार लेजर बीम। (b) तीव्रता वितरण वक्र। उच्च-ऊर्जा बिंदु की तीव्रता 230.6 w\/m2 है, जबकि कम-ऊर्जा बिंदु की तीव्रता 205.3 w\/m2 है, अंतर केवल 25 w\/m2 है।

अनुदान

नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (NSFC) (61875145, 11804243); प्राकृतिक विज्ञान। चौदहवें पंचवर्षीय योजना (अनुदान संख्या 2021135) के जियांगसू प्रमुख अनुशासन। चीन के जियांगसू उच्च शिक्षा संस्थानों का प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (17KJA140001); जियांगसू प्रांत की प्रयोगशाला (KJS1710)। SUZHOU उद्योग संभावना और प्रमुख कोर प्रौद्योगिकी परियोजना (SYC2022145)।

प्रतिस्पर्धी ब्याज की घोषणा

लेखकों ने घोषणा की कि उनके पास कोई ज्ञात प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित या व्यक्तिगत संबंध नहीं हैं जो इस पत्र में रिपोर्ट किए गए काम को प्रभावित करने के लिए दिखाई दे सकते थे।

आंकड़ा उपलब्धता

लेख में वर्णित शोध के लिए किसी भी डेटा का उपयोग नहीं किया गया था।

संदर्भ

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