ЖУРНАЛ СТА №2/2024

ПРОЕКТЫ СТА 2/2024 46 www.cta.ru Блок управления для исполнительных устройств в оптическом тракте лазерной системы В статье представлен блок управления для исполнительных устройств в оптическом тракте лазерной системы. Приведены решения на аппаратном и программном уровнях, обоснован выбор средств автоматизации. Сергей Шишкин Введение Оптический тракт (далее ОТ) – это си- стема оптических элементов, которая используется для формирования, пере- дачи и регистрации оптического сиг- нала. Он состоит из различных компо- нентов, включая линзы, зеркала, све- тофильтры, оптические волокна и др. Основной принцип работы оптическо- го тракта основан на использовании светового излучения. Свет, как элек- тромагнитная волна, имеет определён- ную частоту и длину волны. Принцип работы ОТ заключается в том, что световой пучок проходит че- рез оптические элементы, которые из- меняют его характеристики. Напри- мер, линза может сфокусировать све- товой пучок, а зеркало может отразить его в определённом направлении. То есть элементы ОТ могут изменить на- правление, фокусировку и интенсив- ность светового пучка. Кроме того, ОТ может быть также использован для фильтрации света с помощью свето- фильтров. Светофильтры позволяют пропускать только определённые дли- ны волн света, что может быть полез- ным в ряде приложений, например, в фотографии и спектроскопии. Важно отметить, что ОТ может быть достаточно сложной системой, где не- сколько оптических элементов рабо- тают вместе для достижения желаемо- го результата. Это требует точного рас- чёта и настройки каждого элемента, чтобы обеспечить оптимальную про- изводительность ОТ как составной ча- сти оптической системы. ОТ также на- ходит применение в медицине, фото- графировании, астрономии, лазерной технике и других отраслях. В медици- не, например, он используется для про- изводства оптических микроскопов, эндоскопов и других инструментов для исследования внутренних органов и тканей пациента. В фотографировании оптический тракт играет роль в фор- мировании изображения на фотоплён- ке или в цифровой камере, а в астроно- мии он позволяет собирать и анализи- ровать свет далеко находящихся объ- ектов, таких как звезды и галактики. В лазерных системах ОТ может выпол- нять следующие функции: ● реализация оптических резонаторов для получения лазерных излучений; ● передача энергии излучения лазера до выходного зеркала (или опорно- поворотного устройства ОПУ); ● регулирование параметров излучения (например, в оптический тракт может быть встроена адаптивная оптическая система, предназначенная для адап- тивной коррекции искажений лазер- ного пучка (внутренний контур) и ат- мосферной трассы (внешний контур), а также для введения упреждения; ● формирование светового пучка с вы- сокой плотностьюмощности (фокуси- ровка); ● измерение и контроль параметров лазерного излучения (мощность, рас- ходимость и др.). Элементы ОТ лазерной системы – это юстировочные лазеры, поворотные зеркала, ирисовые диафрагмы, линзы, видеокамеры, экраны, затворы защит- ные, блоки светофильтров, триппель- призмы и др. Причём все вышеуказан- ные элементы могут функционировать постоянно или быть введены в оптиче- ский тракт на определённое время и при определённых условиях. Общие требования к функциональному модулю Блок управления (далее БУ) для управления ОТ целесообразно рассмат- ривать как составную часть автомати- зированной системы управления АСУ всей лазерной системы, в которой ОТ тоже является составной частью. Поэ- тому основные требования к АСУ пере- носятся и на БУ. При этом учитывают- ся требования по назначению, унифи- кации, удобству эксплуатации и др. Вы- шеуказанные требования, как правило, приведены в ТЗ на изделие или в част- ном ТЗ на АСУ. Кроме того, разработчик, конечно же, учитывает свой и коллективный опыт разработки и эксплуатации разрабо- танных и эксплуатируемых АСУ, встроенных в ранее разработанные или аналогичные изделия. Эти знания, требования и опыт трансформируются в следующие принципы: ● БУ должен быть выполнен на базе элементов и компонентов тех орга-