АДАПТИВНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА

1. Способ адаптивного расщепления по меньшей мере частично когерентного первичного светового пучка посредством пространственного модулятора света (ПМС), включающий в себя этапы, на которых
создают частично когерентный первичный световой пучок из коллимированного лазерного пучка из источника, входящего в перечень, включающий: наносекундный лазер, пикосекундный лазер, фемтосекундный лазер,
создают желаемое распределение поля в дальней зоне, не зависящее от профиля когерентного первичного светового пучка, путем модулирования по фазе первичного светового пучка с помощью пространственного модулятора света, при этом первичный когерентный световой пучок направляют для отражения на отображающем элементе пространственного модулятора света, тем самым предотвращая формирование первичного когерентного светового пучка каким-либо движущимся элементом,
выводят из первичного светового пучка, после прохождения им пространственного модулятора света, контрольный пучок и главный пучок, направляют распределение поля в дальней зоне, созданное пространственным модулятором света в контрольном пучке, на сенсорную поверхность съемочной камеры и
измеряют контрольный пучок посредством съемочной камеры,
причем в первом варианте способ включает этап, на котором
проводят первичный пучок через первый фокусирующий элемент (L1), выполненный с возможностью
генерирования распределения поля в дальней зоне в главном пучке на фокальную плоскость первого фокусирующего элемента в виде реального выходного распределения и
проецирования распределения поля в дальней зоне в контрольном пучке на сенсорную поверхность посредством первого фокусирующего элемента (L1),
при этом во втором варианте способ включает этап, на котором
проводят контрольный пучок через второй фокусирующий элемент (L2), выполненный с возможностью проецирования распределения поля в дальней зоне только на сенсорную поверхность,
при этом и в первом, и во втором вариантах
обеспечивают соответствие динамическому диапазону съемочной камеры посредством регулятора переменной интенсивности для управления интенсивностью входного контрольного пучка в зависимости от желаемого распределения поля в дальней зоне, независимо от средней мощности главного пучка,
конфигурируют замкнутый контур для обеспечения возможности фазового расчета для отображающего элемента пространственного модулятора света, при котором выходной сигнал от съемочной камеры вводят в замкнутый контур для множества итераций алгоритма фазового расчета, выполняемого контроллером, причем
в первом варианте применяют первый фокусирующий элемент без применения второго фокусирующего элемента, а
во втором варианте применяют второй фокусирующий элемент без применения первого фокусирующего элемента.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий этапы, на которых
осуществляют структурирование твердой поверхности посредством главного пучка и
управляют структурированием путем настройки пространственного модулятора света для получения определенного профиля для первичного светового пучка.
3. Способ по п. 2, с применением первого варианта, дополнительно включающий этап, на котором регулируют фокальную плоскость первого фокусирующего элемента для этапа, на котором осуществляют структурирование твердой поверхности, так, чтобы фокальная плоскость соответствовала твердой поверхности.
4. Способ по п. 2, с применением первого варианта, дополнительно включающий этапы, на которых: регулируют фокальную плоскость первого фокусирующего элемента так, чтобы она соответствовала промежуточной плоскости, и отображают промежуточную плоскость в уменьшенном масштабе на твердую поверхность посредством проецирующей оптической схемы.
5. Способ по п. 2, с применением второго варианта, в котором на этапе, на котором осуществляют структурирование, применяют распределение поля в дальней зоне для получения структур на твердой поверхности путем проецирования распределения поля в дальней зоне на твердую поверхность посредством фокусирующей оптической схемы.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором на этапе, на котором осуществляют выведение, применяют элемент расщепления пучка, при этом способ дополнительно включает этапы, на которых
объединяют элемент расщепления пучка, первый и второй фокусирующие элементы, пространственный модулятор света, регулятор переменной интенсивности и съемочную камеру в единый компактный корпус, причем единый компактный корпус выполнен в виде самостоятельного компонента с возможностью помещения в первичный когерентный световой пучок,
осуществляют переключение между первым вариантом и вторым вариантом посредством устройства управления и
регулируют регулятор переменной интенсивности посредством устройства управления.
7. Способ по любому из пп. 1, 2, с применением второго варианта, дополнительно включающий этапы, на которых
расщепляют первичный световой пучок на множество частичных главных пучков посредством пространственного модулятора света,
индивидуально регулируют несколько из множества частичных главных пучков, углы разделения между каждым из множества частичных главных пучков после покидания множеством частичных главных пучков отображающего элемента пространственного модулятора света и распределение интенсивности между частичными главными пучками множества частичных главных пучков путем фазового управления, причем распределением интенсивностей между частичными главными пучками множества частичных главных пучков управляют посредством контроллера, также выполненного с возможностью управления индивидуальным генерированием для каждого из множества частичных главных пучков, пространственного модулятора света и первичного светового пучка, и осуществляют структурирование твердой поверхности посредством множества частичных главных пучков.
8. Способ по любому из пп. 2-5, в котором твердая поверхность включает в себя любую из перечня, в который входят металл, алмаз, сапфир, стекло, пластмасса, композитные материалы, кожа.
9. Способ по любому из пп. 2-5 и 8, в котором твердая поверхность представляет собой часть рабочего инструмента.
10. Способ по п. 9, в котором рабочий инструмент представляет собой любой из перечня, в который входят тиснильный вал, штампующее устройство, металлический инструмент, компонент наручных часов, часть ювелирного изделия, компонент упаковки.
11. Устройство, выполненное с возможностью адаптивного расщепления целевого по меньшей мере частично когерентного первичного светового пучка посредством пространственного модулятора света (ПМС), причем целевой частично когерентный первичный световой пучок представляет собой пучок из коллимированного лазерного пучка из источника, входящего в перечень, включающий: наносекундный лазер, пикосекундный лазер, фемтосекундный лазер, при этом устройство содержит
пространственный модулятор света, выполненный с возможностью создания желаемого распределения поля в дальней зоне, не зависящего от профиля когерентного первичного светового пучка, путем модулирования по фазе целевого первичного светового пучка, причем пространственный модулятор света также выполнен с возможностью получения первичного светового пучка от отображающего элемента пространственного модулятора света и, тем самым, предотвращения формирования первичного светового пучка каким-либо движущимся элементом;
элемент расщепления пучка, расположенный в целевом первичном световом пучке после прохождения им пространственного модулятора света и выполненный с возможностью выведения из первичного светового пучка целевого контрольного пучка и целевого главного пучка;
съемочную камеру, расположенную в целевом контрольном пучке и дополнительно содержащую сенсорную поверхность, выполненную с возможностью измерения распределения поля в дальней зоне, созданного пространственным модулятором света в контрольном пучке,
причем в первом варианте конфигурации устройство содержит первый фокусирующий элемент (L1), выполненный с возможностью
проецирования распределения поля в дальней зоне, созданного пространственным модулятором света в контрольном пучке, на сенсорную поверхность, и также выполненный с возможностью
проведения первичного пучка и генерирования распределения поля в дальней зоне в главном пучке на фокальную плоскость первого фокусирующего элемента в виде реального выходного распределения;
при этом во втором варианте конфигурации устройство содержит второй фокусирующий элемент (L2), расположенный в целевом контрольном пучке и выполненный с возможностью проецирования распределения поля в дальней зоне, созданного пространственным модулятором света, только на сенсорную поверхность, при этом и в первом, и во втором вариантах конфигурации устройство дополнительно содержит
регулятор переменной интенсивности, расположенный в целевом контрольном пучке перед съемочной камерой и выполненный с возможностью обеспечения соответствия динамическому диапазону съемочной камеры путем управления интенсивностью входного целевого контрольного пучка в зависимости от желаемого распределения поля в дальней зоне, независимо от средней мощности главного пучка;
схему замкнутого контура, выполненную с возможностью фазового расчета для отображающего элемента пространственного модулятора света, содержащую контроллер, соединенный со съемочной камерой с возможностью приема выходного сигнала и выполненный с возможностью применения выходного сигнала для множества итераций алгоритма фазового расчета, выполняемого в контроллере,
при этом устройство дополнительно содержит средства переключения, выполненные с возможностью переключения между первым вариантом конфигурации и вторым вариантом конфигурации, причем
в первом варианте конфигурации предусмотрено применение первого фокусирующего элемента без применения второго фокусирующего элемента, а во втором варианте конфигурации предусмотрено применение второго фокусирующего элемента без применения первого фокусирующего элемента.
12. Устройство, выполненное с возможностью механической обработки целевой твердой поверхности, содержащее устройство по п. 11, при этом устройство, выполненное с возможностью механической обработки целевой твердой поверхности, также выполнено с возможностью расположения целевой твердой поверхности в главном пучке, причем механическая обработка целевой твердой поверхности происходит в результате по меньшей мере настройки пространственного модулятора света с целью создания определенного профиля для первичного светового пучка.
13. Устройство по п. 12, в котором устройство по п. 11 выполнено в первом варианте конфигурации, причем фокальная плоскость первого фокусирующего элемента (L1) выполнена с возможностью соответствия целевой твердой поверхности.
14. Устройство по п. 12, в котором устройство по п. 11 выполнено в первом варианте конфигурации, дополнительно содержащее отображающую оптическую схему, при этом первый фокусирующий элемент расположен так, что его фокальная плоскость соответствует промежуточной плоскости, при этом отображающая оптическая схема выполнена с возможностью отображения промежуточной плоскости в уменьшенном масштабе на твердую поверхность.
15. Устройство по п. 12, в котором устройство по п. 11 выполнено во втором варианте конфигурации, дополнительно содержащее фокусирующую оптическую схему, при этом фокусирующая оптическая схема выполнена с возможностью проецирования желаемого распределения поля в дальней зоне главного пучка на твердую поверхность для механической обработки.
16. Устройство по любому из пп. 11-15, дополнительно содержащее единый компактный корпус, выполненный с возможностью объединения элемента расщепления пучка, первого и второго фокусирующих элементов, пространственного модулятора света, регулятора переменной интенсивности и съемочной камеры, причем единый компактный корпус выполнен в виде самостоятельного компонента с возможностью помещения в первичный световой пучок;
причем контроллер выполнен с возможностью управления средствами переключения для переключения между первым вариантом конфигурации и вторым вариантом конфигурации и регулирования регулятора переменной интенсивности.
17. Устройство по любому из пп. 11 и 12, в котором пространственный модулятор света выполнен с возможностью расщепления первичного светового пучка на множество частичных главных пучков и индивидуального регулирования нескольких из множества частичных главных пучков, углов разделения между каждым из множества частичных главных пучков после покидания множеством частичных главных пучков отображающего элемента пространственного модулятора света и распределения интенсивностей между частичными главными пучками множества частичных главных пучков путем фазового управления, причем контроллер также выполнен с возможностью управления распределением между частичными главными пучками множества частичных главных пучков путем управления пространственными физическими свойствами каждого из множества частичных главных пучков, причем пространственные физические свойства представляют собой по меньшей мере одно из следующих: фазу и амплитуду, пространственный модулятор света и первичный световой пучок,
при этом устройство также выполнено с возможностью расположения целевой твердой поверхности во множестве главных пучков.
18. Устройство по любому из пп. 11-17, в котором целевая твердая поверхность представляет собой поверхность целевого тиснильного вала, при этом контроллер также выполнен с возможностью расположения поверхности целевого тиснильного вала в главном пучке.
19. Устройство по любому из пп. 12-15, в котором целевая твердая поверхность включает в себя любую из перечня, в который входят металл, алмаз, сапфир, стекло, пластмасса, композитный материал, кожа.
20. Устройство по любому из пп. 12-15 и 19, в котором целевая твердая поверхность является частью целевого рабочего инструмента.
21. Устройство по п. 20, в котором целевой рабочий инструмент представляет собой любой из перечня, в который входят тиснильный вал, штампующее устройство, металлический инструмент, компонент наручных часов, часть ювелирного изделия, компонент упаковки.