Оптического института

Поверхностная закалка при нагреве лазером. Лазеры — это генераторы света (квантовые генераторы оптического диапазона). В основу их работы положено усиление электромагнитных колебаний при помощи индукцированного излучения атомов (молекул). Лазерное излучение монохроматично, распространяется очень узким пучком и характеризуется чрезвычайно высокой концентрацией энергии. Для промышленных целей применяют лазеры, у которых в качестве активных тел, т. е. источников генерируемого излучения, служат: 1) твердые тела (твердотельные лазеры): рубины, иттрий-алюминиевые гранаты (ИАГ) и стекла, активированные неодимом; 2) газы (газовые лазеры): Не, Ne, Аг, СО2 и т. д. и их смеси. Наиболее часто применяют СО2-лазеры непрерывно-волнового типа мощностью 0,5—5 кВт. Применение лазеров для термической обработки основано на трансформации световой энергии в тепловую.

При лазерном упрочнении излучение электромагнитных волн оптического диапазона расплавляет очень тонкий слой, который сверхбыстро затвердевает и получает новые свойства. Процесс возможен в атмосфере и в жидкости. Широко применяется в Японии и Англии.

Таблица 3.1. Длины волн оптического диапазона

электроны при переходе с дальних орбит на ближние излучают электромагнитные колебания в области оптического диапазона. Это излучение существует в виде отдельных квантов, причем энергия кванта равна

По законам дифракции наименьший размер сфокусированного пятна равен длине волны Я, и для оптического диапазона составляет размер порядка 1 мкм. Полихроматичность увеличивает размер до сотен и тысяч микрометров, в результате чего максимальная концентрация энергии в пятне нагрева в данном случае не превышает 10 Вт/мм2, что соизмеримо с нагревом пламенем горелки и на 4...5 порядков меньше, чем для монохроматического луча лазера. Кроме того, фокусировка ухудшается в связи с тем, что применяющиеся фокусирующие линзы и фокусирующие зеркала со сферическими поверхностями имеют отклонения от требуемой для точной фокусировки геометрии поверхности. Ухудшает фокусировку и то, что светящееся тело обычно имеет конечные размеры и проецируется в виде определенной геометрической фигуры.

Получение когерентных электромагнитных колебаний оптического диапазона благодаря их высокой частоте позволяет передавать по оптическому каналу связи гораздо больше информации, чем по радиоканалу. Чем короче длина волны, тем меньшую расходимость можно получить при формировании из этих волн параллельных пучков энергии, а это обстоятельство весьма важно при локации и определении расстояний до предметов. Для технологических применений энергии света необходима его фокусировка на минимально возможной площади, что в случае полихроматического излучения неосуществимо. При монохроматическом излучении теоретически диаметр сфокусированного луча лежит в пределах 1,0...0,4 мкм, но отсутствие идеальной монохроматичности и когерентности луча может несколько увеличить этот диаметр. Монохроматический свет достаточной интенсивности получить при помощи обычных источников не представляется возможным.

Лазер — генератор электромагнитных волн оптического диапазона, излучающий когерентный световой поток с малым углом расхождения за счет перехода атомов с высшего энергетического уровня, на который они переводятся под действием мощных импульсов света или электрического разряда, на более низший; в газовых лазерах используется, например, смесь атомов гелия и неона, а в твердотельных лазерах — кристаллы; некоторые типы лазеров могут работать в непрерывном режиме излучения, но их средняя мощность излучения меньше, чем в импульсе [9].

Некоторые устройства, которые предназначены для исследования объектов с целью обнаружения возможных дефектов при помощи сканирующего пучка излучения оптического диапазона, основаны на поглощении материалами объекта излучения ИК-диапазона оптического спектра. Лучистый поток от источника ИК-излуче-ний, например СО2-лазера, зеркальной сканирующей системой направляется на исследуемый объект. Зеркальная система содержит два зеркала, сканирующих в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Часть излучения, падающего на объект, поглощается и соответствующим образом увеличивает его температуру. При увеличении температуры объект излучает энергию в соответствии с законом Стефана— Больцмана. Если поверхность образца .не имеет дефектов, то все его участки за один промежуток времени излучают одинаковое количество энергии. При наличии дефекта различные уча- ; стки объекта излучают различное количество энергии. Для контроля и измерения излучательной способности

Лазер — генератор электромагнитных волн оптического диапазона, излучающий когерентный световой поток с малым углом расхождения за счет перехода атомов с высшего энергетического уровня, на который они переводятся под действием мощных импульсов света или электрического разряда, на более низший; в газовых лазерах используется, например, смесь атомов гелия и неона, а в твердотельных лазерах — кристаллы; некоторые типы лазеров могут работать в непрерывном режиме излучения, но их средняя мощность излучения меньше, чем в импульсе [9J..

Наиболее широкое практические применение получили квантовые генераторы оптического диапазона, охватывающие участок: спектра от ультрафиолетовой до субмиллиметровой области (Я я^ л; 0,1 — 800 мкм). На рис. 12.17 показана структурная схема лазера. Он состоит из рабочего вещества, помещенного в оптический резонатор, источника накачки и часто специального охлаждающего устройства, отводящего тепло от рабочего тела.

Такая проблема решается в Институте механики АИ УССР на основе электромагнитных колебаний оптического диапазона с ис-

Притирка служит для окончательной отделки предварительно отшлифованных поверхностей деталей. Притирка наружных цилиндрических поверхностей выполняется притиром, изготовляемым из чугуна, бронзы или меди, который обычно предварительно шаржируется абразивным микропорошком (величина зерна от 3 до 20 мк) с маслом или специальной пастой (под шаржированием, как уже упоминалось, понимают внедрение в поверхность притира абразивных частиц). Для изготовления абразивного порошка используют корунд, окись хрома, окись железа и др. Пасты состоят из абразивных порошков и химически активных веществ. Они имеют различный состав. Например, применяется паста из воска и парафина, смешанных с салом и керосином. Пасты ГОИ (Государственного оптического института) содержат в качестве абразива окись хрома и в качестве связки — олеиновую и стеариновую кислоты. Применяют и нешаржированные притиры.

Абразивные порошки, твердость которых выше твердости закаленной стали, считаются твердыми, к ним относятся порошки синтетических алмазов, карбида бора, карбида кремния, электрокорунда, наждака и др. Порошки, твердость которых ниже твердости закаленной стали, считаются мягкими — окиси хрома, железа, алюминия, олова и др. Для притирки широко применяются пасты ГОИ (Государственного оптического института), которые выпускаются в виде цилиндров диаметром 36 мм и высотой 50 мм или в кусках. Имеются три сорта паст ГОИ: грубая, средняя и тонкая. Грубая паста (светло-зеленая) содержит абразивы размером 40—17 мкм и служит для предварительной притирки после механической обработки. Средняя паста (зеленая) с абразивами 16—8 мкм дает поверхность более тщательно притертую, чем грубая. Тонкая паста (черная с зеленоватым оттенком) имеет абразивы менее 8 мкм и применяется для окончательной притирки или доводки и придания поверхности зеркального блеска.

что и Q-24 (фиг. 7) или средняя модель прибора Хильгера. Данные дисперсии примерно такие же, как у этих последних приборов. Прибор отличается только наличием сферического зеркала в качестве объектива коллиматора. К прибору завод прилагает штативы для электродов, дуговой генератор переменного тока (фиг. 16), ступенчатый ослабитель, 'микрофотометр системы Государственного оптического института с отсчётными приспособлениями, спектропроектор для рассматривания спектрограмм и измерительный микроскоп для измерения длин волн спектральных линий.

64. 50 лет Государственного оптического института им. С. И. Вавилова (1918—1968): Сб. статей. Л.: Машиностроение, 1968. 706 с.

Юрий Викторович Коломийцев, заведующий лабораторией оптических методов измерений Государственного оптического института имени Вавилова в Ленинграде, и Ефим Израилевич Финкельштейн, начальник КБ Новосибирского приборостроительного завода, решили проблему поистине изящным образом. Они изобрели способ, позволяющий контролировать самые сложные детали, требующие микронной точности, буквально на глаз (авторское свидетельство 122612). Правда, речь идет только о плоских деталях, но их-то в приборостроении и электронике больше всего.

Профилограф ИС-18 Государственного оптического института имеет следующую характеристику:

Для операции доводки уплотнительных поверхностей рекомендуется применять пасты Государственного оптического института (ГОИ) — грубые, средние и тонкие в зависимости от требуемой чистоты доводки.

Примечание. Рецептура паст ГОИ (Государственного Оптического института) разработана академиком И. В. Гребенщиковым.

25. Изготовление оптических приборов для тропического климата. Временные технологические рекомендации Государственного ордена Ленина оптического института им. С. И. Вавилова. Л., ПОИ, 1956.

14. Гуревич М. М., «Труды Государственного оптического института»,, 1931, т. 6, вып. 57, с. 6. .

Рис. 7.6. Переносный солнечный опреснитель конструкции Государственного оптического института (ГОИ)