CH656233A5

CH656233A5 - ADJUSTING DEVICE FOR AN OPTICAL ELEMENT OF AN OPTICAL ARRANGEMENT ARRANGED IN A CARRIER.

Info

Publication number: CH656233A5
Application number: CH387382A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Kohl; Willibald Dost; Raimund Reiter
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1986-06-13
Also published as: DE3130420C2; DE3130420A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung für ein in einem Träger angeordnetes optisches Element einer optischen Anordnung, insbesondere für einen Reflektorspiegel eines optischen Resonators, bei der das optische Element mittels an dem Träger an den Ecken eines Dreiecks angeordneter Justierschrauben in seiner Winkellage veränderbar ist. The invention relates to an adjusting device for an optical element of an optical arrangement arranged in a carrier, in particular for a reflector mirror of an optical resonator, in which the angular position of the optical element can be changed by means of adjusting screws arranged on the carrier at the corners of a triangle.

In optischen Anordnungen, z.B. bei einer optischen Bank oder in Anordnung zur Erzeugung oder zur Verstärkung kohärenter Strahlung (Laser), müssen die optischen Elemente, z.B. die Reflektorspiegel des optischen Resonators, möglichst genau parallel zueinander einjustiert werden. Dabei muss die einmal vorgenommene Justierung eines optischen Elementes unabhängig von mechanischen und/oder thermischen Einflüssen über längere Zeit erhalten bleiben. In optical arrangements, e.g. in the case of an optical bench or in an arrangement for generating or amplifying coherent radiation (laser), the optical elements, e.g. the reflector mirrors of the optical resonator are adjusted as precisely as possible parallel to one another. Once an optical element has been adjusted, it must remain intact for a long time, regardless of mechanical and / or thermal influences.

Aus der DE-PS 2 007 939 ist eine Justiervorrichtung für einen Gaslaser bekannt, bei dem ein Resonatorspiegel in einem Block aufgenommen ist, der an einem rohrförmigen Metallteil befestigt ist, das seinerseits als Endabschnitt an eine rohrförmige Laserkapillare angeschlossen ist. Das Metallteil weist eine nach innen gerichtete rundumlaufende Sicke auf, die das Metallteil in einen inneren und einen äusseren Abschnitt unterteilt. Durch Einsetzen eines Schraubenziehers in die Sicke kann der äussere Abschnitt des Metallteiles gegenüber dem inneren Abschnitt verkippt werden, um dadurch den Spiegel zur Kapillarenachse und damit bezüglich des zweiten gegenüberliegenden Spiegels auszurichten. From DE-PS 2 007 939 an adjusting device for a gas laser is known, in which a resonator mirror is accommodated in a block, which is attached to a tubular metal part, which in turn is connected as an end section to a tubular laser capillary. The metal part has an inward circumferential bead which divides the metal part into an inner and an outer section. By inserting a screwdriver into the bead, the outer section of the metal part can be tilted in relation to the inner section, in order to thereby align the mirror with the capillary axis and thus with respect to the second opposite mirror.

Aus der DE-AS 1 173 986 ist ein optischer Verstärker bekannt, bei dem zwei durch Stäbe miteinander verbundene Halteplatten einen gestellartigen Rahmen bilden und die Resonatorspiegel in Endscheiben aufgenommen sind. Diese Endscheiben sind mittels eines Balges mit Ringscheiben ver-5 bunden, zwischen denen das Entladungsrohr angeordnet und gehalten ist. Eine der Endscheiben weist einen oder mehrere Einstellknöpfe mit Schraubspindeln auf, die in einer der Halteplatten gelagert sind. Durch Verstellung der Einstellknöpfe wird der Balg zusammengedrückt oder auseinandergezogen, io wodurch gleichzeitig die Winkeleinstellung des in der betreffenden Endscheibe aufgenommenen Resonatorspiegels verstellt wird. From DE-AS 1 173 986 an optical amplifier is known in which two holding plates connected by rods form a frame-like frame and the resonator mirrors are accommodated in end plates. These end disks are connected by means of a bellows with ring disks, between which the discharge tube is arranged and held. One of the end disks has one or more adjusting knobs with screw spindles, which are mounted in one of the holding plates. By adjusting the adjustment knobs, the bellows is compressed or pulled apart, thereby simultaneously adjusting the angle setting of the resonator mirror accommodated in the relevant end plate.

Schliesslich ist aus der US-PS 3 987 373 eine weitere Laseranordnung bekannt, bei der die Reflektoren auf Platten ls angeordnet sind, die über eigene, aus Schraubbolzen und einzelnen Federn bestehende Einrichtungen mit Referenzplatten verbunden sind. Mit diesen Einrichtungen kann jeder Reflektor für sich in seiner Winkellage verändert werden. Finally, a further laser arrangement is known from US Pat. No. 3,987,373, in which the reflectors are arranged on plates ls, which are connected to reference plates by means of their own devices consisting of screw bolts and individual springs. With these devices, each reflector can be changed in its angular position.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine 20 Justiervorrichtung für ein optisches Element, z.B. für einen Resonatorspiegel eines Lasers zu schaffen, die einen möglichst einfachen Aufbau aufweist, einfach und sicher zu bedienen ist und eine genaue über längere Zeit dauerhafte Justierung des optischen Elementes ermöglicht. The invention is based on the object of a 20 adjustment device for an optical element, e.g. to create for a resonator mirror of a laser, which has the simplest possible structure, is simple and safe to use and enables precise, long-term adjustment of the optical element.

25 Diese Aufgabe wird bei einer Justiervorrichtung der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Träger mit einem radial gerichteten rundumlaufenden Einstich ausgebildet ist, der den Träger in einen das optische Element aufnehmenden ersten Abschnitt und in 30 einen an der optischen Anordnung befestigten zweiten Abschnitt unterteilt und dass die Justierschrauben zusammen mit drei zwischen den Justierschrauben an den Ecken eines Dreiecks angeordneten Konterschrauben so in dem ersten Abschnitt angeordnet sind, dass sie gegen den zweiten 35 Abschnitt des Trägers wirken und den ersten Abschnitt gegen den zweiten Abschnitt um die Längsachse des Trägers kippen. 25 This object is achieved in an adjusting device of the type mentioned at the outset according to the invention in that the carrier is designed with a radially directed all-round recess, which carries the carrier into a first section receiving the optical element and in 30 a second one fastened to the optical arrangement Section divided and that the adjusting screws together with three counter screws arranged between the adjusting screws at the corners of a triangle are arranged in the first section so that they act against the second section of the carrier and the first section against the second section around the longitudinal axis of the carrier tilt.

Eine derartige Vorrichtung besitzt einen einfachen Aufbau und ist so gestaltet, dass sie eine besonders sichere Justierung 40 eines optischen Elementes gewährleistet. Dabei bleibt die einmal vorgenommene Justierung eines optischen Elementes unabhängig von mechanischen und/oder thermischen Einflüssen dauerhaft über längere Zeit erhalten. Such a device has a simple structure and is designed in such a way that it ensures a particularly secure adjustment 40 of an optical element. Once an optical element has been adjusted, it is retained over a long period of time regardless of mechanical and / or thermal influences.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind in den Markmalen der abhängigen Ansprüche angegeben. Advantageous embodiments of the subject matter of claim 1 are specified in the features of the dependent claims.

Ein Ausführungsbeispiel einer Justiervorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher so beschrieben. Dabei zeigen die An embodiment of an adjusting device according to the invention is described below with reference to the drawing. The show

Fig. 1 die Justiervorrichtung im Schnitt und die Fig. 1 shows the adjustment device in section and

Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Justiervorrichtung. Fig. 2 is a side view of the adjustment device.

55 Die Justiervorrichtung ist hier an einer optischen Anordnung für kohärente Strahlung (Laser) vorgesehen, die aus einem Gehäuseteil 1 für den Laserstab 2 und die Blitzlampe 3 und einem stirnseitig an das Gehäuseteil 1 angesetzten und mit diesem mittels Schrauben 22 verbundenen Gehäuseteil 4 60 besteht, welches ein Ende der Blitzlampe mit der Steckfassung aufnimmt und die Justiervorrichtung 5 sowie eine passive Güteschalteinrichtung 6 aufweist, deren genauer Aufbau in der deutschen Patentanmeldung P 30 36 395.2 beschrieben und deshalb hier nicht näher erläutert ist. Das Gehäuseteil 4 65 ist mit seinem Endabschnitt als Träger 7 für ein optisches Element, hier einen Auskoppelspiegel 8 des optischen Resonators der Anordnung ausgebildet. Der andere 100%-reflektie-rende Spiegel des optischen Resonators ist an der dem Ende 9 55 The adjustment device is provided here on an optical arrangement for coherent radiation (laser), which consists of a housing part 1 for the laser rod 2 and the flash lamp 3 and a front part attached to the housing part 1 and connected to this by means of screws 22 housing part 4 60, which receives one end of the flash lamp with the jack and has the adjusting device 5 and a passive Q-switch device 6, the exact structure of which is described in German patent application P 30 36 395.2 and is therefore not explained in more detail here. The housing part 4 65 is formed with its end section as a carrier 7 for an optical element, here a coupling mirror 8 of the optical resonator of the arrangement. The other 100% reflecting mirror of the optical resonator is 9 at the end

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des Laserstabes 2 gegenüberliegenden, hier nicht zu sehenden Stirnfläche aufgebracht. Der Spiegel 8 ist in einer Aufnahmebohrung 10 des mit dem Gehäuseteil 4 einteilig ausgebildeten Trägers 7 eingefügt und mit einem längsdurchbohrten Schraubverschluss 11 leicht auswechselbar im Träger gehalten. Um den Spiegel 8 nun genau parallel zu dem nicht dargestellten vollreflektierenden Spiegel des optischen Resonators einjustieren zu können, ist der Träger 7 in der folgenden Weise ausgebildet. Nahe der inneren Stirnseite 12 ist der Träger 7 mit einem radial nach innen gerichteten rundumlaufenden Einstich 13 versehen, der bis nahe an den kleinsten Innendurchmesser des Trägers reicht und den Träger in einen den Spiegel 8 tragenden, im folgenden als Spiegelkopf bezeichneten ersten Abschnitt 14 und einen an der optischen Anordnung befestigten zweiten Abschnitt 15 mit einer membranartigen Wand 16 unterteilt. In den Spiegelkopf 14 sind nun drei an den Enden eines Dreiecks liegende Justierschrauben 17 in der aus Fig. 2 hervorgehenden Anordnung eingeschraubt. Die Justierschrauben 17 bestehen aus dem gleichen Material wie das Gehäuseteil 4 und damit wie der Träger 7, um Dejustierungen durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen zu vermeiden. Hier bestehen die Justier3 656233 of the laser rod 2 opposite end face, not visible here. The mirror 8 is inserted in a receiving bore 10 of the support 7 which is formed in one piece with the housing part 4 and is held in the support in an easily replaceable manner by means of a screw cap 11 which is pierced longitudinally. In order to be able to adjust the mirror 8 exactly parallel to the fully reflecting mirror (not shown) of the optical resonator, the carrier 7 is designed in the following manner. Near the inner end face 12, the carrier 7 is provided with a radially inwardly directed circumferential recess 13 which extends close to the smallest inside diameter of the carrier and the carrier into a first section 14 and a first section 14 carrying the mirror 8, hereinafter referred to as the mirror head second section 15 fastened to the optical arrangement is divided by a membrane-like wall 16. In the mirror head 14, three adjusting screws 17 located at the ends of a triangle are now screwed in the arrangement shown in FIG. 2. The adjusting screws 17 are made of the same material as the housing part 4 and thus as the carrier 7 in order to avoid misalignments due to different thermal expansions. Here are the Justier3 656233

schrauben als Aluminium. Zur Verrringerung der Reibung sind zwischen dem zweiten Abschnitt 15 des Trägers 7 und den Justierschrauben 17 Stahlkugeln 18 eingefügt. Die Justierschrauben sind hier in einen Flansch 19 eingeschraubt, s der durch den Einstich 13 und dem in Aussendurchmesser abgesetzten Bereich 20 des Spiegelkopfes 14 gebildet ist. Ebenfalls in diesen Flansch 19 sind ferner drei Konterschrauben 21 zwischen den Justierschrauben an den Ecken eines Dreiecks liegend in der aus Fig. 2 hervorgehenden io Anordnung eingeschraubt. Damit sind die Justierschrauben 17 und die Konterschrauben 21 so angeordnet, dass sie gegen den zweiten Abschnitt 15 des Trägers 7 mit der membranartigen Wand 16 wirken. Durch Verdrehen der drei Justierschrauben 17 kann nun der Spiegelkopf 14 gegen den festste-15 henden zweiten Abschnitt 15 um die zur Laserstabachse fluchtende Längsachse des Trägers 7 gekippt werden, wobei die membranartige Wand 16 die Verstellung erleichtert und geringfügig deformiert wird. Dadurch wird der Spiegel 8 parallel zu dem an dem Laserstab vorgesehenen Reflektorspiegel 20 des optischen Resonators justiert. Nach erfolgter Justierung werden die Justierschrauben 17 mit den Konterschrauben 21 schüttelfest gekontert. screw as aluminum. In order to reduce the friction, steel balls 18 are inserted between the second section 15 of the carrier 7 and the adjusting screws 17. The adjusting screws are screwed into a flange 19 here, which is formed by the recess 13 and the region 20 of the mirror head 14 which is offset in outer diameter. Also in this flange 19 are three counter screws 21 between the adjusting screws at the corners of a triangle, screwed in the arrangement shown in FIG. 2. The adjusting screws 17 and the counter screws 21 are thus arranged such that they act against the second section 15 of the carrier 7 with the membrane-like wall 16. By turning the three adjusting screws 17, the mirror head 14 can now be tilted against the stationary second section 15 about the longitudinal axis of the carrier 7 aligned with the laser rod axis, the diaphragm-like wall 16 making the adjustment easier and slightly deformed. As a result, the mirror 8 is adjusted parallel to the reflector mirror 20 of the optical resonator provided on the laser rod. After adjustment, the adjusting screws 17 are counter-shaken with the counter screws 21.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

656233 PATENTANSPRÜCHE656233 PATENT CLAIMS

1. Justiervorrichtung für ein in einem Träger angeordnetes optisches Element einer optischen Anordnung, insbesondere für einen Reflektorspiegel eines optischen Resonators, bei der das optische Element mittels an dem Träger an den Ecken eines Dreiecks angeordneter Justierschrauben in seiner Winkellage veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) mit einem radialgerichteten rundumlaufenden Einstich (13) ausgebildet ist, der den Träger (7) in einen das optische Element (8) aufnehmenden ersten Abschnitt (14) und in einen an der optischen Anordnung befestigten zweiten Abschnitt (15) unterteilt und dass die Justierschrauben (17) zusammen mit drei zwischen den Justierschrauben an den Ecken eines Dreiecks angeordneten Konterschrauben (21) so in dem ersten Abschnitt (14) angeordnet sind, dass sie gegen den zweiten Abschnitt (15) des Trägers (7) wirken und den ersten Abschnitt (14) gegen den zweiten Abschnitt (15) um die Längsachse des Trägers (7) kippen. 1. Adjusting device for an optical element arranged in a carrier of an optical arrangement, in particular for a reflector mirror of an optical resonator, in which the optical element can be changed in its angular position by means of adjusting screws arranged on the carrier at the corners of a triangle, characterized in that the Carrier (7) is formed with a radially directed all-round recess (13) which divides the carrier (7) into a first section (14) receiving the optical element (8) and into a second section (15) attached to the optical arrangement and that the adjusting screws (17) together with three counter screws (21) arranged between the adjusting screws at the corners of a triangle are arranged in the first section (14) in such a way that they act against the second section (15) of the carrier (7) and the Tilt the first section (14) against the second section (15) about the longitudinal axis of the carrier (7).

2. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstich (13) so nahe einer Stirnseite (12) des Trägers (7) vorgesehen ist, dass der zweite Abschnitt (15) mit einer membranartigen Wand (16) ausgebildet ist. 2. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the recess (13) is provided so close to an end face (12) of the carrier (7) that the second section (15) is formed with a membrane-like wall (16).

3. Justiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstich (13) bis nahe an den kleinsten Innendurchmesser des Trägers (7) reicht. 3. Adjusting device according to claim 1 or 2, characterized in that the recess (13) extends close to the smallest inside diameter of the carrier (7).

4. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) und die Justierschrauben (17) aus dem gleichen Material bestehen. 4. Adjusting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier (7) and the adjusting screws (17) consist of the same material.

5. Justiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) den Endabschnitt eines Gehäuseteils (4) für die optische Anordnung bildet und einteilig mit dem Gehäuseteil ausgebildet ist. 5. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (7) forms the end section of a housing part (4) for the optical arrangement and is formed in one piece with the housing part.

6. Justiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) mit einem lösbaren Verschluss (11) für das optische Element (8) ausgebildet ist. 6. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (7) is designed with a releasable closure (11) for the optical element (8).