За несколько лет работы по расчету, конструированию и использованию нашей оптики в составе лазерных установок различного назначения, нами накоплен определенный опыт, который может быть полезен и интересен нашим коллегам, партнерам и тем, кто интересуется этим направлением техники и бизнеса.
  Наиболее интересной и динамично развивающейся сферой применения лазерных установок является трехмерная графика в оптических средах.
Фирмы-изготовители сувенирной продукции самым серьезным образом занимаются совершенствованием своего оборудования с целью расширения его функциональных возможностей, улучшения качества изображения, освоения новых форм и типоразмеров заготовок.

  Нам приятно отметить, что наша оптика завоевала признание, как среди давних партнеров, так и среди фирм, ранее использовавших другую оптику. Сотрудничество фирм- изготовителей сувениров с нами было весьма плодотворно. Очевидным успехом такого сотрудничества, например, является награждение в прошлом 2002-м году фирмы "НТФ Оптэкс" Золотой медалью Всероссийского выставочного центра за ее оригинальные сувениры с объемным изображением.

  В прошлом году происходило массовое освоение фирмами заготовок типа "шар", причем номенклатура их типоразмеров заметно расширилась. Наметилась тенденция к увеличению диаметров шаров. Сейчас ряд используемых диаметров выглядит так: 60, 80, 100, 110, 130, 150 и 200 мм. Соответственно оказалась востребованной разработанная нами раньше технология набивки изображения в шаре с помощью контактных линз. Накопленный опыт использования этой технологии позволил нам усовершенствовать ее, уточнить конструкцию и радиусы контактных линз для каждого номинального размера шаров. Выяснилось также, что в идеале желательно иметь по две линзы с несколько отличающимися радиусами на каждый типоразмер шаров. Конкретные величины радиусов линз нами также определены.

  Вообще, комплект "шар" (см. статью "Лазерная трехмерная графика в оптических средах") стал брэндом прошлого года, что подтверждает популярность предложенной нами технологии.

  Еще одним брэндом года стал объектив ОБ 50.80.40. (см. статью "Выбор апертуры объективов и новые технологии в лазерной 3-х мерной графике"). Он оказался наиболее универсальным для решения большинства практических задач. Вообще говоря, объектив является наиболее "тонким" и ответственным элементом оптической схемы лазерной установки. Нами разработано и испытано большое количество как "универсальных", так и узко специализированных под конкретную задачу объективов. Практика использования объективов в установках трехмерной графики выявила целый ряд довольно специфических, изначально не очевидных требований к ним. Например, нам пришлось отказаться от производства однолинзовых асферических объективов, которые были разработаны нами раньше. Причин несколько: во-первых, существующие лазерные установки являются, как правило, двухканальными, поэтому весьма важно, чтобы объективы в обоих каналах были идентичны по своим оптическим характеристикам. Технология же нанесения асферики предполагает поштучное изготовление линз (в отличие от группового метода изготовления обычной сферической оптики), в силу чего требуемая повторяемость характеристик не обеспечивается. Во-вторых, однолинзовая схема такого объектива не позволяет увеличить его рабочий отрезок, не увеличив фокусное расстояние, т.е., при одинаковых рабочих отрезках одно- и двух- линзовых объективов, фокусное расстояние первого должно быть больше на 8-10мм, что при фокусе 50мм весьма ощутимо. В-третьих, асферические объективы нетехнологичны и весьма дороги. Это обстоятельство вынуждало "экономить" на просветляющем покрытии, чтобы снизить их себестоимость. Однако, потери на отражение от двух непросветленных поверхностей гораздо больше, чем от четырех просветленных. Этот эффект, в ряде случаев усиливался тем, что на незащищенных покрытием поверхностях образовывалась поглощающая пленка, ибо в качестве материала для линз приходилось выбирать неустойчивые к воздействию внешних факторов марки стекол. По всем вышеперечисленным причинам однолинзовые объективы с асферической поверхностью нами больше не выпускаются.

  С другой стороны, разработанная нами линейка двухлинзовых объективов, показала на практике отличные результаты. Вместе с тем, нельзя не отметить тот факт, что иногда наша оптика и, в частности, объективы применяются пользователями не корректно. В связи с этим необходимо сделать ряд замечаний.

  Первое. Многие фирмы стали применять ИАГ-лазеры с диаметром пучка на выходе порядка 1.5-2.0мм вместо старых 6-и миллиметровых. При этом не всегда осуществляется необходимая в этом случае замена телескопа. Старый телескоп с малым увеличением не обеспечивает полного заполнения входного зрачка объектива и последний работает, так сказать, не в полную силу, т. е. его рабочая числовая апертура оказывается существенно меньше расчетной, что, естественно, приводит к увеличению диаметра пятна.

  Второе. Попытки заполнить зрачок объектива за счет разъюстировки телескопа с малым увеличением (создания расходящегося пучка) так же не могут быть одобрены нами, т. к. и в этом случае объектив работает не в расчетном режиме, т. е. с конечного расстояния, а не с "бесконечности". Результат - сферическая аберрация и увеличение пятна. Таким образом, мы хотим подчеркнуть, что выходной зрачок лазера обязательно должен быть согласован с входным зрачком объектива за счет правильного выбора углового увеличения телескопа, а последний должен обеспечивать плоский волновой фронт на входе в объектив.
  Для решения подобных "проблем" нами разработаны телескопы с увеличением до 15Х, что вполне достаточно. Заметим, что мы делаем "сквозной" аберрационный расчет всего оптического тракта, что также важно для получения изображения высокого качества. Все расчеты производятся с помощью программы ZEMAX, позволяющей учесть все тонкости данной задачи.

  Третье. На правильную работу объектива заметное влияние оказывают другие оптические элементы схемы. К сожалению, иногда эти элементы (светоделительные пластины и призмы), работающие на отражение, оказываются некачественными. В результате в системе появляется астигматизм, что приводит к ухудшению качества изображения. Мы рекомендуем самым тщательным образом относиться к подбору всех оптических компонентов схемы, чтобы в полной мере реализовать высокие потенциальные возможности основного ее элемента-объектива.

  Четвертое. Необходимо заметить, что сам лазерный пучок должен отвечать определенным требованиям, главное из которых его гомоцентричность.

  В заключении отметим, что, как показал опыт применения разработанных нами изделий, они, при правильном использовании, полностью отвечают предъявляемым к ним высоким требованиям и обеспечивают отличное качество изображения.