|
|
Využití šlírové metody pro zobrazení proudění v laserových technologiích
Mrňa, Libor ; Pavelka, Jan
Při laserovém svařování je důležitá znalost proudění plynu ochranné atmosféry kvůli stupni ochrany svarové lázně před atmosférou a kvůli interakci mezi plynem a obláčkem plazmatu vystupujícím z keyhole. Při laserovém dělení materiálu má proud plynu z trysky významný vliv na kvalitu výsledného řezu. V obou případech je šlírová metoda velmi užitečným nástrojem pro pochopení dynamiky proudění plynů. Bylo provedeno více experimentů, které objasnily proudění různých druhů plynu (argon, helium, dusík) a jejich dynamiku.
|
|
|
Deformovatelné zrcadlo pro výkonové technologické lasery
Mrňa, Libor
Přibližně 30 let dominoval v oblasti strojírenských technologií CO2 laser. Vzhledem ke konstrukci a uspořádání rezonátoru poskytoval tento laser výstupní svazek se směsným modem, blížícím se rozložením tzv. „top-hat“ nebo „doughnut“. V současné době se začínají rozšiřovat pevnolátkové lasery s rezonátorem ve formě optického vlákna nebo ve formě disku. Tyto lasery poskytují výstupní svazek s Gaussovským profilem. Pro některé technologické aplikace by však bylo výhodné mít rozložení energie ve svazku podobné výše uvedeným profilům. V současnosti existují optické elementy umožňující tzv. beam reshaping. Mají však řadu omezení, hlavně z hlediska malé výkonové hustoty. Ideální by byla možnost použití variabilního optického elementu, umožňující nastavení rozložení energie svazku přesně dle aplikace.
|
|
|
Main Activites of the Institute of Scientific Instruments
Müllerová, Ilona ; Radlička, Tomáš ; Mika, Filip ; Krzyžánek, Vladislav ; Neděla, Vilém ; Sobota, Jaroslav ; Zobač, Martin ; Kolařík, Vladimír ; Starčuk jr., Zenon ; Srnka, Aleš ; Jurák, Pavel ; Zemánek, Pavel ; Číp, Ondřej ; Lazar, Josef ; Mrňa, Libor
Institute of Scientific Instruments (ISI) was established in 1957 to develop diverse instrumental equipment for other institutes of the Academy of Sciences. ISI has long experience in research and development of electron microscopes, nuclear magnetic resonance equipment, coherent optics and related techniques. Nowadays the effort concentrates on scientific research in the field of methodology of physical properties of matter, in particular in the field of electron optics, electron microscopy and spectroscopy, microscopy for biomedicine, environmental electron microscopy, thin layers, electron and laser beam welding, electron beam lithography using Gaussian and shaped electron beam, nuclear magnetic resonance and spectroscopy, cryogenics and superconductivity, measurement and processing of biosignals in medicine, non-invasive cardiology, applications of focused laser beam (optical tweezers, long-range optical delivery of micro- and nano-objects) and lasers for measurement and metrology. ISI works both independently and in cooperation with universities, other research and professional institutions and with private companies at national and international level.
|
|
|
Výkonové laserové technologie na ÚPT v roce 2013
Mrňa, Libor
Na Ústavu přístrojové techniky jsme se začali zabývat přípravou optických komponentů pro vysokovýkonová laserová zařízení, jako jsou např. ELI nebo HiLASE. V těchto zařízeních budou instalovány diodami čerpané pevnolátkové pulsní lasery (DPSSL) vyžadující použití různých optických komponentů schopných odolat poměrně vysokým hodnotám plošné hustoty energie. Při provozu takovýchto laserů vzniká velké množství odpadního tepla a je tedy nutné použít kryogenní chlazení. Cílem naší snahy je zkompletování experimentální sestavy schopné testovat různé typy vzorků jak za pokojové, tak za kryogenní teploty.
|
|
| |
|
|
Manufacturing of Solar Absorber by Unconventional Methods
Mrňa, Libor ; Lidmila, Z. ; Podaný, K. ; Forejt, M. ; Kubíček, J.
Solar absorbers of flat type have the advantage of relatively simple production, but on the other hand, they have lower thermal efficiency and require perpendicular incidence of solar radiation on their surface. This contribution presents new type of solar absorbers where the above-mentioned disadvantages are reduced while keeping relative production simplicity. The solar absorber is characterized by the creation of the appropriate spatial structure in sheet metal by forming through a technology of drawing in flexible tools. This spatial structure not only increases the heat-transfer surface but also eliminates the need for perpendicular incidence of the incoming solar radiation. The component with this structure is fixed to the rear side of the absorber by laser welding. Inlet holes for the fluid are produced by Flow drill method.
|
|
|
Institute of Scientific Instruments: An Overview Presenatation
Kolařík, Vladimír ; Zobač, Martin ; Fořt, Tomáš ; Vlček, Ivan ; Dupák, Libor ; Mikmeková, Šárka ; Mikmeková, Eliška ; Mrňa, Libor ; Horáček, Miroslav ; Sobota, Jaroslav
The aim of this contribution is to present the Institute of Scientific Instrument of the Academy of Sciences of the Czech Republic, mainly from the potential of applied research viewpoint. It covers mainly the six application fields including material study of metals and alloys, nano layer residual stress observation methods, 2 kW fibre laser, impact testing of hard coatings, e-beam welding, machining and engraving, and finally e-beam lithography. Recently achieved results as well as the new application potential are presented. Furthermore, each topic is assumed to have a separate presentation prepared in more details within this event. A brief overview follows. Scanning low energy electron microscopy (SLEEM) is increasingly becoming recognized as a valuable analytical tool in the field of materials science. The SLEEM is also used for observation of compressive stress in nano layers that leads to wrinkling and film delamination. Using the fibre laser, we can offer 3D laser welding and cutting of various type of materials and laser surface hardening too. For the hard coatings testing and evaluation of their impact resistance a new method was suggested (Dynamic Impact Wear Test). During testing the specimen is cyclically loaded by tungsten carbide ball that impacts of the coating/substrate surface. In house e-beam welding machine allows for welding, machining, engraving and other utilizations of intense electron beam. The group of micro lithography is able to prepare micro and nano structures in thin layers of metals and other materials; including the characterization of the realized structures
|
|
|
Adaptive optics for control of the laser welding process
Mrňa, Libor ; Šarbort, Martin ; Řeřucha, Šimon ; Jedlička, Petr
The laser head with f xed focus optics is commonly used for the deep penetration laser welding. In such case the geometry and position of the beam waist are def ned by the focusing lens. If the laser beam incident on the focusing lens is not well collimated but divergent and its divergence can be varied by proper adaptive optical elements, then also the geometry and position of the focus will be changeable. In this way it is possible to affect the energy coupling from the laser beam to the keyhole walls and thus to control the geometry and quality of the weld. In this paper we present a theoretical and numerical study of the beam shaping by adaptive optics and its inf uence on the weld quality. For the CO2 laser welding machine the adaptive optics was realized by a deformable mirror and its effect was tested also experimentally. For the solid-state laser welding machine we designed a laser head with changeable distance between the optical f ber and the collimating lens and we simulated its performance.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.