Создан заказ №2726999
25 февраля 2018
Марка лазера или лазерной установки производитель рабочее вещество LCD-15W СО2
Как заказчик описал требования к работе:
Выполнить 3 и 4 вариант в разделе лазерная безопасность, в раздел по освещению и заземлению выполнить 3 вариант. Отчет прислать в электронном виде в формате .doc
Фрагмент выполненной работы:
Марка лазера или лазерной установки, производитель, рабочее вещество:
LCD-15W, СО2 , ОАО «НИИ ГП «Плазма»
Длина волы лазерного излучения λ, мкм: 10,6
Режим: Н (Н – непрерывный)
Тип пучка: Г (Г – гауссово распределение интенсивности)
Мощность Р (для Н) или средняя мощность (для И) Рср, Вт: 15
Расходимость θ, мрад: 10
Диаметр пучка на выходе из лазера d, мм: 2
Длина лазера Z, м: 0,46
Вариант оптической схемы по рисунку 5: в (Изготовление деталей: плоская зеркальная поверхность (в Приложении 2 у таких зеркал указано значение rсф = ∞), выпуклая зеркальная поверхность)
Расстояние от лазера до 1 -го оптического элемента ℓ1, м: 1,4
Расстояние от 1-го до 2-го оптического элемента ℓ2, м: 0,5
Расстояние от 2-го оптического элемента до человека ℓ3, м: 2
Радиус кривизны 1-го зеркала rсф 1 , м: ∞
Радиус кривизны 2-го зеркала rсф 2 , м: 0,85
Коэффициент отражения на 1-ом оптическом элементе, η1 : 0,97
Коэффициент отражения на 2-ом оптическом элементе, η2 : 0,64
Время воздействия излучения t: 1 мин
Решение:
Порядок расчёта лазерной безопасности зависит от того, как используется лазерное излучение. (работа была выполнена специалистами Автор 24)
Для случаев передачи пучка лазерного излучения элементами оптической системы расчёт должен решить следующие задачи:
- определить параметры пучка лазерного излучения на выходе лазера;
- определить параметры пучка лазерного излучения при последовательном преобразовании на элементах оптической системы;
- определить предельно допустимые уровни лазерного излучения;
- определить границы лазерно опасной зоны;
- оценить лазерную безопасность;
- определить параметры защитных средств.
Для всех вариантов заданий принимаются такие параметры атмосферы и условий наблюдения лазерного пучка:
τа1 = τа2 = 1;
τоп = 1;
Гпр = 1;
τос = 1.
Расчёт параметров пучка лазерного излучения на выходе лазера 1. Исследуется взаимодействие пучка излучения с оптическими элементами. Определим типы оптических элементов:
– плоская зеркальная поверхность (в Приложении 2 у таких зеркал указано значение rсф = ∞);
- выпуклая зеркальная поверхность.
2. Определим пространственные параметры пучка лазерного излучения на выходе лазера.
Сначала вычислим радиус r сечения пучка на выходе лазера:
r = 0,5 d = 0,5∙2 = 1,0 мм.
В случае гауссова пучка лазерного излучения приведём параметры пучка к уровню ограничения пространственной расходимости 1/е2.
Считаем, что расходимость пучка θ на участке от выхода лазера до первого оптического элемента (или до рассеивающей среды) и диаметр d пучка на выходе лазера заданы со следующими уровнями ограничения:
– уровень ограничения пространственной расходимости m = 0,3.
При помощи табл. 1.1. определим соответствующие коэффициенты приведения К: К = 1,288
Тогда находим значения расходимости пучка θ1 и радиуса пучка r0 на выходе лазера по уровню 1/е2 следующим образом:
θ1 = 1,698∙θ = 1,698∙10∙10-3 = 16,98∙10-3 рад,
r0=1,698∙r=1,698∙ 1 ∙10-3 = 0,0017 м.
В случае гауссова пучка энергетическая освещенность будет максимальной на оси пучка, причём такое распределение освещённости будет сохраняться на всём пути до оптической системы.
Для гауссова пучка рассчитаем Emax 1 на оси пучка на выходе лазера по формуле (1.3):
Emax 1 = 2Рср/(πr2) = 2∙15/(3,14∙0,00172) = 3305930,84
4. Определим параметры пучка лазерного излучения на участке от выхода лазера до первого оптического элемента.
Расстояние а1 от центра лазера до первого элемента оптической системы вычислим таким образом:
а1 = 0,5 Z + l1 = 0,5∙0,46 + 1,4 = 1,63 м
В случае гауссова пучка также рассчитаем конфокальный параметр 2dл 1 по формуле (1.5):
2dл 1 = 8λ/(π θ2) = 8∙10,6∙10-6/(3,14∙(16,98∙10-3)2) = 0,1 м
dл 1=0,05 м.
5. Определим радиус пучка r1 , когда он достигнет первого оптического элемента по формуле (1.4):
r1=0,5∙θ1∙( dл 12 + l12) =0,5∙16,98∙10-3∙( 0,05 2 + 1,42) = 0,012 м,
где θ – расходимость пучка при ограничении расходимости по уровню 1/е2, рад;
dл – конфокальный параметр, м;
L – расстояние от мнимой перетяжки внутри резонатора лазера до данного сечения пучка, которое для простоты будем считать как расстояние от центра лазера до данного сечения пучка, м.
Расчёт параметров пучка лазерного излучения при последовательном преобразовании на элементах оптической системы 1.
На оптических элементах всегда происходит потеря энергии излучения, которое падает на него.
Оценим потери на первом оптическом элементе с отражающей способностью η1 – определим мощность P2 отражённого излучения по формуле (1.8):
P2 = P1 η1 = 15∙0,97 = 14,55 Вт.
2. Определим параметры пучка лазерного излучения, преобразованного на первом оптическом элементе.
Первый оптический элемент это плоское зеркало, значит, преобразования пучка не происходит – конфокальный параметр и расходимость не изменяются.
3. Определим максимальную энергетическую освещенность пучка Emax2 на участке между первым и вторым оптическим элементом. Освещенность будет максимальна при наименьшем размере пучка.
Первый оптический элемент это плоское зеркало, значит, на рассматриваемом участке пучок продолжает распространяться с исходной расходимостью θ1.
4. Определим радиус пучка r2 , когда он достигнет второго оптического элемента. Первый оптический элемент это плоское зеркало, значит, преобразования пучка не происходит, поэтому в данном расчёте учитываем параметры исходного пучка.
Тогда найдём r2 следующим образом:
- для гауссова пучка согласно формуле (1.4):
r2=0,5θ1( dл 12 + l1+l22)
r2=0,5∙16,98∙10-3( 0,05 2 + 1,4+0,52) =0,016 м,
5. Оценим потери на втором оптическом элементе с отражающей способностью η2 – определим мощность P3 отражённого излучения по формуле (1.8):
P3 = P2 η2 = 14,55 ∙0,64 = 9,3 Вт
6...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
26 февраля 2018
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Марка лазера или лазерной установки производитель рабочее вещество
LCD-15W СО2 .jpg
2020-06-29 19:57
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Рекомендую автора! Работа выполнена раньше срока, все требования учтены! Решение подробно расписано, работой довольна !!!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
