LU86107A1 - Procede de refroidissement d'un ensemble optique - Google Patents
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Description
* V
ISSSÔFSi'Îr<rçlgïiifS ë· bi-38oi/em/eg
Belgique: 1) le 18.octobre 1984 sous le No 6/48.018 2) le 22 octobre 1984 sous le No 6/48.020
J
Brevet d* invention C 2321E/8510.
CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans Lut lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).
Procédé de refroidissement d’un ensemble optique.
La présente invention concerne un procédé -de refroidissement d'un- ensemble optique comprenant au. moins un élément tel qu* une lentille ou une lame transparente. Ce pro&édé s'applique de préférence, mais non exclusivement, au refroidissement de lentilles exposées à un faisceau énergétique de puissance élevée, tel qu'un faisceau laser.
On sait que, dans certaines applications, par exemple pour le marquage superficiel de cylindres de laminoir en vue de conférer à ceux-ci une rugosité contrôlée, on utilise des lasers d'une puissance pouvant atteindre plusieurs kilcwatts. Dans ce cas, on emploie généralement des ensembles optiques, cons- /
• I
2.- titués de lentilles, pour focaliser le faisceau laser aux dimensions désirées.
Les lentilles en question sont dès lors soumises à l'action d'un faisceau énergétique puissant, qui provoque leur échauf-fement. Cet échauffement s'il est important, entraîne une déformation dés lentilles, ce qui peut donner lieu à divers inconvénients, tels qu'une irrégularité de transmission du faisceau, une dispersion de ce faisceau ou une perte de focalisation.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'éviter ces inconvénients.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, pour le refroidissement d'un ensemble optique comprenant au moins une lentille exposée à un faisceau énergétique, est essentiellement caractérisé en ce que l'on fait circuler un courant de gaz sur au moins une face de la dite lentille.
Selon une mise en oeuvre particulière, on-fait circuler le dit courant de gaz suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe optique du dit ensemble.
•Selon une autre mise en oeuvre, particulièrement intéressante, du procédé de l'invention, on dispose, perpendiculairement à l'axe optique du dit ensemble et à faible distance d'au moins une face de la dite lentille, une lame transparente n'affectant pas la qualité optique de l’ensemble, et on fait circuler le dit courant de gaz entre la lentille et la dite lame transparente.
Dans le cadre de cette mise en oeuvre, la distance entre la dite lame transparente et la face de la lentille est avanta- A - 0 · 3.- geusement inférieure à 1 mm, et de préférence comprise entre 0,01 mm et 0,5 mm.
Il est en effet apparu que l'efficacité de refroidissement augmentait lorsque la dite distance diminuait, c'est-à-dire lorsque le film de gaz devenait plus mince.
Egalement selon-1'invention, le débit du courant de gaz est avantageusement compris entre 75 et 125 1/min. par face à refroidir. Ce débit peut varier, dans les limites indiquées, en . fonction de la dimension de la dite face ainsi que de la puis sance du faisceau énergétique en cause.
Selon la présente invention, le courant de gaz peut être constitué de tout gaz ne perturbant pas le faisceau énergétique et ne contenant pas de substances susceptibles de souiller les surfaces de l'ensemble optique. A cet effet, on peut par exemple utiliser de l'air filtré et sec. Il s'est cependant avéré avantageux d'utiliser de l'hélium, en raison de son caractère inerte et de son excellente conductibilité thermique.
Upeut cependant arriver que, malgré une propreté quasiment totale du gaz de refroidissement utilisé, il apparaisse sur les surfaces un dépôt de poussière qui n'est pas entièrement éliminé par le courant de gaz.
*
Ce dépôt de poussière semble dû à l'apparition de faibles charges triboêlectriques provoquée par le frottement du courant de gaz de refroidissement.
Pour maintenir la propreté de ces surfaces refroidies par un courant de gaz, en empêchant le dépôt et la rétention de poussière sur ces surfaces, il est proposé* toujours dans le cadre de la.présente invention, de neutraliser la charge élec-II trique apparaissant sur les dites surfaces.
I : 1 4.- « ' *
* I
SeXon une première variante, on peut ioniser le gaz de refroidissement avant de le mettre en contact avec les surfaces à refroidir.
Cette ionisation peut être réalisée par tout moyen connu en soi, en particulier en soumettant le gaz à un rayonnement a ou à des effluves (ard électrique) à haute tension.
Il est ainsi possible de neutraliser les dites charges électriques au moyen du gaz même dont l'action mécanique de frottement les fait apparaître.
Selon une autre variante, on compense les dites charges électriques au fur et à mesure de leur apparition.
A cet effet, on soumet les surfaces à maintenir propres, à l'action directe d'un moyen approprié, tel qu'un rayonnement a .
Dans cette variante, le gaz de refroidissement ne subit aucune ionisation : les charges électriques peuvent apparaître sur les surfaces, mais elles sont instantanément éliminées par le rayonnement a agissant sur celles-ci.
Le procédé de l'invention permet de refroidir et, le cas échéant, de maintenir propres les surfaces des éléments constitutifs du dit ensemble optique et d'assurer ^insi une transmission correcte du faisceau énergétique.
La figure annexée illustre schématiquement un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention.
Dans une opération de traitement d'une surface S, un faisceau laser 1 est focalisé sur la surface au moyen d'une lentille 2. Cette lentille présente un diamètre compris entre 25 mm et 50 mm, par exemple de 35 mm; elle est constituée de préférence ' Γ J) D .
5.- * * t * âe séléniure de zinc ou d'arséniure de gallium. Le faisceau laser 1 transmet une puissance de 2 kW, dont une fraction est absorbée par la lentille 2. Pour éviter que celle-ci ne s'échauffe et risque de se déformer, on interpose, avant et après la lentille. 2, deux lames transparentes 3 et 4, optiquement inactives, maintenues par des supports appropriés. L'écartement entre une lame transparente et le point le plus rapproché de la face correspondante de la lentille est égal à 0,20 mm et la section minimale de passage du gaz vaut 5 mm2.
Le gaz de refroidissement, qui est ici de l'hélium, est insufflé par les canaux 5,6 ménagés dans les supports, avec un débit total d'environ 200 1/min. Avant son insufflation en 5,6, le gaz traverse une station 7 d'ionisation par un rayonnement a ; il est mis en circulation au moyen d'un compresseur 8 qui, d' une part recycle le gaz revenant par un circuit de.retour 9 et d'autre part injecte du gaz frais fourni par une conduite 10, à partir d'un source non représentée.
Cette disposition permet de refroidir et de maintenir propres les surfaces des lentilles et des lames qui leur font face, et par conséquent d'assurer une transmission impeccable du faisceau laser jusqu'à la surface traitée.
h m.
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D
Claims (7)
1. Procédé de refroidissement d'un ensemble optique comprenant % au moins un élément, tel qu'une lentille, exposé à un faisceau énergétique, tel qu'un faisceau laser, caractérisé en ce que l'on fait circuler un courant de gaz sur au moins,une face du dit élément.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait circuler le dit courant de gaz suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe optique du dit ensemble.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on dispose, perpendiculairement à 1'. axe optique du dit ensemble et à faible distance d'au moins une face du dit élément, une lame transparente n'affectant pas la qualité optique de l'ensemble, et en ce que l'on fait circuler le courant de gaz.entre l'élément et la dite lame transparente.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que « « la distance entre la dite lame transparente ejt la face de l'élément est inférieure à 1 mm, et est de préférence comprise entre 0,01 mm et 0,5 mm.
5. Procédé suivant l’une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débit du courant de gaz est compris entre 75 1/min. et 125 1/min. par face de l'élément.
6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on ionise le dit gaz avant de le mettre en contact avec la face du dit élément.
7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en Ce que l'on soumet la facp^3u dit élément à un Jrayonnement a . <~A '
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| BE6/48018A BE900852A (fr) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | Procede de refroidissement d'un ensemble optique. |
| BE6048018 | 1984-10-18 | ||
| BE6/48020A BE900871A (fr) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Procede pour maintenir la proprete d'un ensemble optique. |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| LU86107A1 true LU86107A1 (fr) | 1986-03-24 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| LU86107A LU86107A1 (fr) | 1984-10-18 | 1985-10-03 | Procede de refroidissement d'un ensemble optique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU86107A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0464213B1 (fr) * | 1990-01-19 | 1995-07-19 | Fanuc Ltd. | Procede de decoupage au laser |
-
1985
- 1985-10-03 LU LU86107A patent/LU86107A1/fr unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0464213B1 (fr) * | 1990-01-19 | 1995-07-19 | Fanuc Ltd. | Procede de decoupage au laser |
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