Projeto e implementação de modelagem dinâmica do feixe em processamento a laser de alta potência por meio de um Espelho Deformável

Otimizar a distribuição da intensidade do laser em processos a laser de alta potência, como soldagem a laser, revestimento a laser ou endurecimento a laser, pode ser usado para moldar os campos térmicos locais e os ciclos térmicos, que, por sua vez, determinam os resultados finais do processo. Espelhos Deformáveis permitem modelar dinamicamente o perfil do feixe e estudos anteriores mostraram seu potencial. No entanto, apenas uma flexibilidade limitada nas formas de feixe alcançáveis é mostrada em níveis de potência mais altos. Além disso, a relação entre os perfis de intensidade de laser desejados e os perfis de superfície do espelho necessários é não trivial. Neste trabalho, o projeto e a implementação de um sistema de modelagem dinâmica de feixes, capaz de lidar com altas potências a laser (até 1 kW), são apresentados e avaliados. Para isso, vários perfis de intensidade de laser distintamente diferentes são definidos, as superfícies do espelho correspondentes são determinadas e realizadas com o sistema de modelagem de feixe. Medições dos perfis de intensidade do laser foram comparadas com perfis de intensidade do laser simulados usando uma estrutura matemática previamente apresentada e mostraram um bom acordo. A partir das medições, foi concluído que o sistema é adequado para altas potências a laser (até 1 kW) e é caracterizado por uma grande profundidade de foco (<14% de alteração nas dimensões a uma distância de 100 mm do plano focal).