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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Laseroszillator und
befaßt sich insbesondere mit einer Befestigungskonstruktion
für das optische Element von diesem.
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14 zeigt
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der Konstruktion
eines Laseroszillators, der einen herkömmlichen instabilen
Resonator verwendet, wie dies in der
JP-A-1991-257 979 offenbart ist.
In
14 bezeichnen die Bezugszeichen
51 und
52 einen
Totalreflexionsspiegel (Krümmungsradius R
1 =
1 m) bzw. einen Vergrößerungsspiegel (Krümmungsradius
R
2 = 2 m), die jeweils eine konkave Kontur
aufweisen und z. B. aus Cu gebildet sind; der Totalreflexionsspiegel
51 und
der Vergrößerungsspiegel
52 sind mit
einer Resonatorlänge von 1,5 m derart voneinander beabstandet
angeordnet, daß sie in der Art eines negativen Zweiges
und in konfokal zueinander angeordneter Weise konfiguriert sind (Vergrößerungsverhältnis
= 2).
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Die
Bezugszeichen 53 und 54 bezeichnen Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtungen,
an denen der Totalreflexionsspiegel 51 bzw. der Vergrößerungsspiegel 52 angebracht
sind; die Bezugszeichen 55 und 56 bezeichnen jeweils
eine Spiegelkühlplatte, die jeweils aus einer ebenen Platte
gebildet sind und mit dem Totalreflexionsspiegel 51 bzw.
dem Vergrößerungsspiegel 52 derart in
Kontakt stehen, daß sie diese kühlen.
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Das
Bezugszeichen 57 bezeichnet einen Scraper-Spiegel, der
z. B. aus Cu gebildet ist; durch den Scraper-Spiegel 57 erhält
man ein ringförmiges Laserstrahl-Ausgangssignal von dem
instabilen Resonator. Das Bezugszeichen 58 bezeichnet einen Transmissionsspiegel,
der z. B. aus ZnSe gebildet ist; ein Laserstrahl geht durch den
Transmissionsspiegel 58 hindurch und wird von dem Laseroszillator nach
außen emittiert.
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Das
Bezugszeichen 59 bezeichnet ein Lasermedium; beispielsweise
wird im Fall eines Gas-Lasers, wie z. B. eines CO2-Lasers,
ein durch Entladung oder dergleichen angeregtes Gasmedium verwendet;
im Fall eines Festkörper-Lasers, wie z. B. eines YAG-Lasers,
wird ein durch ein Blitzlicht oder dergleichen angeregtes Festkörper-Medium
verwendet.
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Das
Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Apertur zum Steuern des
Durchmessers eines Laserstrahls; das Bezugszeichen 61 bezeichnet
ein Gehäuse zum Bedecken des instabilen Resonators; das Beugszeichen 62 bezeichnet
einen Laserstrahl, der im Inneren des instabilen Resonators generiert
wird, der mit dem Totalreflexionsspiegel 51 und dem Vergrößerungsspiegel 52 konfiguriert
ist; das Bezugszeichen 63 bezeichnet einen ringförmigen
Laserstrahl, der durch den Transmissionsspiegel 58 nach
außen emittiert wird.
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15 zeigt
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Befestigungskonstruktion
für den in 14 dargestellten Vergrößerungsspiegel 52.
In 15 bezeichnen die Bezugszeichen 52a und 52b einen Öffnungsdurchmesser
bzw. einen Spiegeldurchmesser des Vergrößerungsspiegels 52;
die Bereiche (52b–52a) entsprechen Thermokontaktbereichen.
Das Bezugszeichen 64 bezeichnet einen Bolzen für
die Befestigung der Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtung 54,
an der der Vergrößerungsspiegel 52 angebracht
ist, an der Spiegelkühlplatte 56.
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Das
Bezugszeichen 65 bezeichnet einen O-Ring, der hinter dem
Vergrößerungsspiegel 52 vorgesehen ist;
durch Druckbeaufschlagung des Vergrößerungsspiegels 52 über
den O-Ring 65 wird der Vergrößerungsspiegel 52 in
Druckkontakt mit der Spiegelkühlplatte 56 gebracht,
so daß der thermische Kontakt zwischen dem Vergrößerungsspiegel 52 und der
Spiegelkühlplatte 56 sichergestellt ist.
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Ferner
ist in 15 die Befestigungskonstruktion
für den Vergrößerungsspiegel 52 (das
optische Element) dargestellt; jedoch ist die Befestigungskonstruktion
für den Totalreflexionsspiegel 51 (optisches Element)
die gleiche wie bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion.
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Im
folgenden wird die Arbeitsweise erläutert. Der Laserstrahl 62 läuft
zwischen dem Totalreflexionsspiegel 51 und dem Vergrößerungsspiegel 52 hin und
her und wird während der Hin- und Herbewegung durch das
Lasermedium 59 verstärkt. Ein Teil des Laserstrahls 62,
der in dieser Weise verstärkt worden ist, wird von dem
Scraper-Spiegel 57 verstärkt und durch den Transmissionsspiegel 58 hindurch
von dem Laseroszillator nach außen emittiert. Da der instabile
Resonator mit einer konfokalen Anordnung konfiguriert ist, wird
der emittierte Laserstrahl 63 zu einem parallelen Strahl.
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In
diesem Fall können der Totalreflexionsspiegel 51 und
der Vergrößerungsspiegel 52 in geringfügigem
Umfang Laserlicht absorbieren; während der Laserstrahl 62 sich
innerhalb des instabilen Resonators hin und her bewegt, wird somit
die Wärme von dem Totalreflexionsspiegel 51 und
dem Vergrößerungsspiegel 52 absorbiert.
Die Wärme wird von der jeweiligen Kontaktfläche
an den Oberflächen der Spiegelkühlplatten 55 und 56,
die mit Wasser gekühlt werden, abgestrahlt, so daß ein
Ansteigen der Spiegeltemperatur verhindert ist.
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16 zeigt
eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Bereichs zur Erläuterung
der Befestigungskonstruktion für einen Spiegel (optisches
Element), wie diese in der
JP-A-1996-257 782 offenbart ist. Ein Spiegel
82 ist
derart angebracht, daß seine Reflexionsoberfläche
an einem Biegeblock bzw. Spiegelhalter
83 anliegt. Es ist
notwendig, daß der vorstehend beschriebene, bei dem Laseroszillator verwendete
Spiegel eine hohe Flachheit bzw. Planarität von nicht mehr
als einem Zehntel der Wellenlänge des in Schwingung zu
versetzenden Laserlichts aufweist.
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Eine
spanende Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher Genauigkeit,
die auf die Schaffung einer Planarität von nicht mehr als
1 μm abzielt, wird an einer Kontaktfläche 85 (ebener
Bereich zum Anbringen des Spiegels) zwischen dem Biegeblock 83 und
dem Spiegel 82 durchgeführt, so daß eine
Profilverformung des Spiegels 82 aufgrund der Druckbeaufschlagungskraft
verhindert wird.
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Weiterhin
bezeichnen die Bezugszeichen
81 Laserlicht,
84 eine
Abstützbasis,
86 eine Befestigungsschraube,
87 und
88 Stellschrauben,
89 einen Kühlwasserweg
sowie
90 ein staubdichtes Element. Ferner ist es auch im
Fall der
14 allgemein üblich,
daß eine spanende Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher
Genauigkeit, wie sie in der
JP-A-1996-257 782 offenbart ist, an den jeweiligen
Kontaktflächen zwischen den Spiegelkühlplatten
55 und
56 sowie den
entsprechenden Spiegeln vorgenommen wird, so daß Profilverformungen
der Spiegel
55 und
56 verhindert werden.
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17 zeigt
eine auseinandergezogene Perspektivansicht zur Erläuterung
einer Linsenhaltekonstruktion bei einer optischen Vorrichtung mit
einem Belichtungsgerät, wie dies in der
JP-A-2002-141 270 offenbart
ist. Die vorgenannte Linsenhaltekonstruktion ist derart konfiguriert,
daß durch Flankieren einer Linse
97 mit Halteelementen
(Druckbeaufschlagungsringen)
91 und
92 mit jeweils
drei Vorsprüngen
95, die den jeweiligen entsprechenden
Vorsprüngen zugewandt gegenüberliegen, die Halteelemente
91 und
92 (Druckbeaufschlagungsringe)
daran gehindert sind, das Profil der Linse
97 zu verformen.
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Die
vorstehend beschriebene Linsenhaltekonfiguration ist derart ausgebildet,
daß Verformungen der Halteelemente 91 und 92 nicht
zur Folge haben, daß ein Biegemoment auf die Linse (das
optische Element) aufgebracht wird. Weiterhin bezeichnen die Bezugszeichen 96 ein
Linsenrohr und 93 sowie 94 gekrümmte
Oberflächen der Linse.
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Bei
dem in 14 dargestellten Resonator sind
die Planarität der Kontaktfläche zwischen der Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtung 53 und der
Spiegelkühlplatte sowie die Planarität der Kontaktfläche
zwischen der Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtung 54 und
der Spiegelkühlplatte 56 gering; daher besteht
ein Problem dahingehend, daß beim Andrücken der
Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtungen 53 und 54 gegen
die Spiegelkühlplatten 55 bzw. 56 sowie
bei deren Befestigung mittels der Bolzen 64 die Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtungen
eine Profilverformung der Spiegelkühlplatten 55 bzw. 56 verursachen
und dadurch die Spiegelkühlplatten 55 und 56 wiederum
eine Verformung der Spiegel 51 bzw. 52 verursachen.
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Da
die Planarität der Kontaktfläche zwischen der
Spiegelkühlplatte 55 und dem Gehäuse 61 sowie die
Planarität der Kontaktfläche zwischen der Spiegelkühlplatte 56 und
dem Gehäuse 61 ebenfalls gering sind, tritt ein
Phänomen ähnlich dem vorstehend beschriebenen
auf; wenn die Spiegelkühlplatten 55 und 56 an
dem Gehäuse 61 befestigt werden, verursacht das
Gehäuse 61 somit eine Profilverformung der Spiegelkühlplatten 55 und 56,
durch die wiederum die Spiegel 51 und 52 verformt
werden.
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Zum
Verhindern der vorgenannten Verformung kann durch das Ausführen
einer spanenden Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher
Genauigkeit an den dem Gehäuse 61 zugewandt gegenüberliegenden
Seiten der Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtungen 53 und 54 und
der Spiegelkühlplatten 55 und 56, den
den Spiegel-Druckbeaufschlagungseinrichtungen 53 und 54 zugewandt
gegenüberliegenden Seiten der Spiegelkühlplatten 55 bzw. 56 sowie
der Kontaktfläche des Gehäuses 61 die
Profilverformung verhindert werden.
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Es
besteht jedoch ein Problem dahingehend, daß die spanende
Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher Genauigkeit extrem
teuer ist; ferner besteht das Problem, daß aufgrund von
Einschränkungen bei den Zerspanungsvorrichtungen eine spanende
Bearbeitung einer großen Komponente, wie des Gehäuses 61,
nicht möglich ist.
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Im
Hinblick auf die in 16 dargestellte Spiegelbefestigungskonstruktion
ist es notwendig, eine spanende Bearbeitung mit ultrahoher Genauigkeit
(mit einer Planarität von nicht mehr als 1 μm)
an dem Biegeblock 83 auszuführen; jedoch besteht
ein Problem dahingehend, daß aufgrund der Einschränkungen
hinsichtlich der Zerspanungsvorrichtungen für eine Bearbeitung
mit ultrahoher Genauigkeit eine große Komponente, wie der
Biegeblock 83, nicht spanend bearbeitet werden kann. Wenn
die spanende Bearbeitung mit ultrahoher Genauigkeit an dem Biegeblock 83 aber
nicht ausgeführt werden kann, verursacht der Biegeblock 83 eine
Profilverformung des Spiegels 82, so daß die Planarität
nicht innerhalb der Toleranzen liegt.
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Da
bei der in 17 dargestellten Haltekonstruktion
für eine optische Vorrichtung die Linse 97 und
die jeweiligen Halteelemente 91 und 92 in Punktkontakt
miteinander stehen, ist die Wärmeübertragungsfläche
extrem klein; die Kühlbarkeit der Linse 97 wird
somit unzulänglich. In einem Fall, in dem das optische
Element aus einem relativ weichen Material gebildet ist, wie z.
B. aus ZnSe, ist es ferner aufgrund der Tatsache, dass sich in der
Nähe des Vorsprungs 95 konzentrierende Spannungen
das optische Element zurückversetzen oder seinen Brechungsindex teilweise
verändern, notwendig, daß der optisch effektive
Bereich (d. h. der Bereich, durch den ein Lichtstrahl hindurchgeht)
und die Dreipunktkontakt-Vorsprünge voneinander getrennt
sind; infolgedessen wird der Durchmesser des optischen Elements
somit groß, so daß es zu einem beträchtlichen
Anstieg der Kosten kommt.
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In
dem Fall, in dem ein O-Ring zwischen dem optischen Element und dem
Halteelement vorgesehen ist, um die Luftdichtigkeit aufrechtzuerhalten,
besteht ferner ein Problem darin, daß aufgrund der Tatsache,
daß die das optische Element und die jeweiligen Halteelemente
in Punktkontakt miteinander stehen, die beim Zusammendrücken
der O-Ringe erzeugte Reaktionskraft eine Verwerfung in demjenigen
Bereich des optischen Elements hervorruft, der nicht in Punktkontakt
mit den Halteelementen steht. Es wird ins Auge gefaßt,
daß zum Reduzieren von solchen Verwerfungen die Dicke des
optischen Elements vergrößert wird, so daß die
Biegesteifigkeit des optischen Elements erhöht wird; da
jedoch das optische Element hierdurch extrem teuer wird, kommt es
zu beträchtlichen Kostensteigerungen.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die vorstehend geschilderten
Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht daher in der Schaffung eines Laseroszillators, bei dem sich ein äußerst
exakter Zustand der Planarität eines optischen Elements,
das mit einem Kühlflansch in Kontakt steht, aufrechterhalten
läßt, indem verhindert wird, daß eine
Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung und eine Basis eine Profilverformung
des Kühlflansches verursachen, wenn der Kühlflansch, an
dem das optische Element anliegt und der das optische Element kühlt,
von der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung und der Basis derart
flankiert wird, daß er fest angebracht ist.
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Gelöst
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Laseroszillator,
wie er im Anspruch 1 angegeben ist.
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Bei
einem Laseroszillator gemäß der vorliegenden Erfindung
liegt ein optisches Element an einem Kühlflansch an, so
daß das optische Element gekühlt wird, und der
Kühlflansch ist von einer Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
und einer Basis derart flankiert, daß der Kühlflansch
festgelegt ist; der Laseroszillator ist derart konfiguriert, daß die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
und der Kühlflansch mittels drei Vorsprüngen miteinander
in Kontakt stehen, die an der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
oder dem Kühlflansch vorgesehen sind, wobei die drei Vorsprünge
an den Scheiteln eines Dreiecks angeordnet sind; der Kühlflansch
und die Basis stehen mittels drei Vorsprüngen miteinander
in Kontakt, die an dem Kühlflansch oder an der Basis vorgesehen
sind; die drei Punkte, an denen die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
und der Kühlflansch mit den Vorsprüngen miteinander
in Kontakt stehen, sowie die drei Punkte, an denen der Kühlflansch
und die Basis mit den Vorsprüngen miteinander in Kontakt
stehen, sind derart angeordnet, daß sie den jeweils entsprechenden
Punkten zugewandt gegenüberliegen; und die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
und die Basis, die den Kühlflansch flankieren, sind mittels
einer Befestigungseinrichtung fest aneinander angebracht.
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Bei
dem Laseroszillator gemäß der vorliegenden Erfindung
wird mittels einer Dreipunkt-Kontaktkonstruktion, bei der der Kühlflansch,
an dem das optische Element anliegt und der das optische Element
kühlt, von der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
und der Basis derart flankiert ist, daß der Kühlflansch
fest angebracht ist, eine Profilverformung des Kühlflansches
durch die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung und die Basis
verhindert, wenn der Kühlflansch fest angebracht ist, so
daß die Flachheit bzw. Planarität des mit dem
Kühlflansch in Kontakt stehenden Elements in einem äußerst
exakten Zustand aufrechterhalten werden kann.
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Durch
das Ausführen einer spanenden Bearbeitung mit hoher Genauigkeit
an der Oberfläche des Kühlflansches, an der das
optische Element anliegt, kann die Planarität des optischen
Elements in einem äußerst exakten Zustand gehalten
werden, so daß sich ein kostengünstiger Laseroszillator
herstellen läßt.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden
anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch
näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Set von Darstellungen zur Erläuterung eines Kontaktierungszustands
in einem Fall, in dem je vier Vorsprünge vorhanden sind;
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3 ein
Set von Darstellungen zur Erläuterung eines Kontaktierungszustands
in einem Fall, in dem je drei Vorsprünge vorhanden sind;
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4 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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5 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
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6 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
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7 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem fünften
Ausführungsbeispiel;
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8 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
-
9 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;
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10 eine
Darstellung zur Erläuterung des Auftretens eines Moments,
das auf einen Kühlflansch in dem Fall ausgeübt
wird, in dem die distalen Endflächen von Vorsprüngen
plan ausgebildet sind;
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11 eine
Darstellung zur Erläuterung, daß bei sphärischer
Ausbildung der distalen Endflächen der Vorsprünge
keine Wahrscheinlichkeit besteht, daß ein Moment auf einen
Kühlflansch ausgeübt wird;
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12 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;
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13 ein
Set von Schnittdarstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;
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14 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung der Konstruktion eines
Laseroszillators, der einen herkömmlichen instabilen Resonator
verwendet;
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15 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Vergrößerungsspiegeleinheit
in 14;
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16 eine
Schnittdarstellung eines wesentlichen Bereichs zur Erläuterung
der Befestigungskonstruktion für einen herkömmlichen
Spiegel; und
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17 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht zur Erläuterung einer
Linsenhaltekonstruktion bei einer optischen Vorrichtung mit einer
herkömmlichen Belichtungsvorrichtung.
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Im
folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 zeigt
ein Set von Ansichten zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; dabei zeigt 1(a) eine Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion
der 1(b) bei Betrachtung entlang einer
Linie B-B, und 1(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 1(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie A-A. Ein Spiegel 3 liegt
an einer Oberfläche 8 eines Kühlflansches 4 an;
eine spanende Bearbeitung mit ultrahoher Genauigkeit, mit der eine
Planarität von nicht mehr als 1 μm erzielt werden
soll, wird an der Oberfläche 8 des Kühlflansches 4 ausgeführt.
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Da
es sich bei dem Kühlflansch 4 um eine kleine Komponente
handelt, kann eine spanende Planflächen-Bearbeitung mit
ultrahoher Genauigkeit in einfacher Weise bei dem Kühlflansch 4 angewandt werden,
und zwar ohne jegliche Einschränkungen hinsichtlich der
spanenden Bearbeitungsvorrichtung.
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Eine
spanende Bearbeitung mit ultrahoher Genauigkeit kann nur an der
erhabensten Oberfläche einer Komponente ausgeführt
werden; da es sich bei der erhabensten Oberfläche von dieser
jedoch um die spanend bearbeitete Oberfläche 8 des
Kühlflansches 4 handelt, kann eine spanende Planflächen-Bearbeitung
mit ultrahoher Genauigkeit ausgeführt werden. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet
einen O-Ring.
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Der
Kühlflansch 4 wird dadurch gekühlt, daß man
Wasser durch einen Kühlwasserweg 15 strömen läßt.
Zum Gewährleisten der Wärmeleitfähigkeit
wird ein Aluminiummaterial für den Kühlflansch 4 verwendet.
Da der Spiegel 3 (bei dem es sich z. B. um einen Resonanzspiegel
handelt) und der Kühlflansch an ihren mit ultrahoher Genauig keit
bearbeiteten planaren Oberflächen miteinander in Kontakt
stehen, ist der Wärmetransfer ausreichend, so daß der
Spiegel 3 in ausreichender Weise gekühlt wird.
Der Kühlflansch 4 wird von der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
der Basis 2 flankiert. Ferner handelt es sich bei der Basis 2 um
das Gehäuse eines Laseroszillators oder dergleichen.
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Es
sind drei Durchgangsöffnungen für Bolzen 5 durch
spanende Bearbeitung in der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 gebildet
und drei Schraubenöffnungen für die Bolzen 5 durch
spanende Bearbeitung in der Basis 2 gebildet; durch Festziehen
von drei Bolzen bzw. Schrauben 5a, 5b und 5c wird
der Kühlflansch 4 fest von der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
der Basis 2 flankiert, so daß er festgelegt ist.
Infolgedessen schafft die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 eine
Druckverbindung des Spiegels 3 (optisches Element) und
des Kühlflansches 4 unter Zwischenanordnung des
O-Rings 7, so daß der Spiegel 3 ausreichend
gekühlt wird.
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An
der Seite der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1,
die mit dem Kühlflansch 4 in Kontakt tritt, sind
drei Vorsprünge 6 vorgesehen, d. h. Vorsprünge 6a, 6b und 6c.
Die Vorsprünge 6 stehen mit dem Kühlflansch 4 in
Kontakt. In ähnlicher Weise sind an der Seite der Basis 2,
die mit dem Kühlflansch 4 in Kontakt tritt, drei
Vorsprünge 9 vorgesehen, d. h. Vorsprünge 9a, 9b und 9c.
Die Basis 2 steht mit dem Kühlflansch 4 durch
die Vorsprünge 9 in Kontakt.
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Die
drei Vorsprünge 6a, 6b und 6c (d.
h. die Vorsprünge 6) und die drei Vorsprünge 9a, 9b und 9c (d.
h. die Vorsprünge 9) sind in einer positionsmäßigen
Beziehung angeordnet, bei der die Vorsprünge 6a, 6b und 6c den
Vorsprüngen 9a, 9b bzw. 9c zugewandt
gegenüberliegen (in einer Beziehung, in der die Vorsprünge 6a und 9a,
die Vorsprünge 6b und 9b sowie die Vorsprünge 6c und 9c jeweils
auf den gleichen geraden Linien parallel zu der optischen Achse angeordnet
sind).
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Die
zwischen der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
dem Kühlflansch 4 vorgesehenen Vorsprünge 6 können
auch an dem Kühlflansch 4 vorgesehen sein. Die
zwischen dem Kühlflansch 4 und der Basis 2 angeordneten
Vorsprünge 9 können auch an dem Kühlflansch 4 vorgesehen sein.
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Außerdem
ist die umfangsmäßige Positionierung der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
der Basis 2 z. B. in einer derartigen Weise ausgeführt,
daß Markierungen, wie z. B. Markierungslinien, vorab an
den Umfangsflächen der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
der Basis 2 vorgesehen werden und unter Beachtung der Markierungen
die einander jeweils entsprechenden Vorsprünge auf denselben
geraden Linien miteinander in Übereinstimmung gebracht
werden.
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Darüber
hinaus sind die Vorsprünge 6a und 9a sowie
der Bolzen 5a, die Vorsprünge 6b und 9b sowie
der Bolzen 5b und die Vorsprünge 6c und 9c sowie
der Bolzen 5c in jeweils drei gleichen radialen Richtungen
des Kühlflansches 4 angeordnet, die um 120° voneinander
beabstandet sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind
somit die Vorsprünge 6a, 6b und 6c sowie
die Vorsprünge 9a, 9b und 9c an den
jeweiligen Scheiteln von gleichseitigen Dreiecken angeordnet.
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Die
Seiten, mit denen die sechs Vorsprünge 6a, 6b, 6c, 9a, 9b und 9c in
Kontakt treten, sind rechtwinklig zu der Richtung, in der die die
Befestigungselemente bildenden Bolzen festgezogen werden. Der Grund
hierfür besteht darin, daß dann, wenn die Bolzen
nicht rechtwinklig zu der Festziehrichtung der Bolzen sind, der
Kühlflansch 4 zur Seite rutscht, wenn er mit der
Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und der Basis 2 flankiert
wird.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel sind die der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 zugewandt
gegenüberliegende Seite (mit der die Vorsprünge 6a, 6b und 6c in
Kontakt treten) des Kühlflansches 4 und die der
Basis 2 zugewandt gegenüberliegende Seite (mit
der die Vorsprünge 9a, 9b und 9c in
Kontakt treten) des Kühlflansches 4 senkrecht zu
der Richtung, in der die Bolzen festgezogen werden; die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und bei
den Seiten, mit denen die sechs Vorsprünge 6a, 6b, 6c, 9a, 9b und 9c in
Kontakt treten, kann es sich auch um sechs andere Seiten handeln,
solange die Seiten alle senkrecht zu der Richtung sind, in der die
Bolzen festgezogen werden.
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Die
Bolzen 5 sind außerhalb des Durchmessers, d. h.
des Umfangs des Kühlflansches 4 angeordnet, so
daß die Bolzen 5 und der Kühlflansch 4 nicht
miteinander in Kontakt treten. Beim Festschrauben der Bolzen 5 werden
diese geringfügig verformt. In dem Fall, daß der
Kühlflansch 4 und die Bolzen 5 aneinander
befestigt werden, verursacht die Verformung der Bolzen 5 eine
Verformung des Kühlflansches 4, so daß auch
der Spiegel 3 verformt wird; bei der Ausbildung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel kommt es aufgrund der Tatsache,
daß der Bolzen 5 und der Kühlflansch 4 nicht
miteinander in Kontakt treten, selbst bei einer Verformung des Bolzens 5 zu
keiner Verformung des Kühlflansches 4.
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Im
folgenden wird der Grund dafür erläutert, aus
dem die Planarität gesteigert wird, wenn ein Kühlflansch
von zwei Komponenten mit je drei Vorsprüngen flankiert
wird und die Vorsprünge jeweils entsprechenden Vorsprüngen
zugewandt gegenüberliegen. 2 zeigt
einen Satz von schematischen Darstellungen zur Erläuterung
eines Kontaktierungszustands in einem Fall, in dem jeweils vier
Vorsprünge (4), (5), (6) und (7) vorgesehen sind; dabei
zeigt 2(a) eine Aufrißansicht
und 2(b) zeigt eine Seitenansicht
bei Betrachtung in Richtung des Pfeils Q in 2(a).
Der Einfachheit halber wird ein Fall erläutert, in dem
die Vorsprünge an den Scheiteln eines Quadrats angeordnet
sind.
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Es
ist vorstellbar, daß aufgrund eines Fehlers bei der spanenden
Bearbeitung zwar vier Vorsprünge vorgesehen sind, jedoch
nicht notwendigerweise alle vier Vorsprünge in der gleichen
Ebene liegen, sondern nur drei von den vier Vorsprüngen
mit einer Seite in Kontakt treten. 2(b) veranschaulicht
einen Fall, in dem ein Vorsprung 22 ((4)) einer Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 21 und ein
Vorsprung 24 ((7)) einer Basis 25 nicht mit einem Kühlflansch 23 in
Kontakt treten.
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Die
Pfeile F und f in den Darstellungen bezeichnen jeweils eine Kraft,
die von einem der Vorsprünge auf den Kühlflansch 23 ausgeübt
wird, wenn die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 21 und
die Basis 25 fest aneinander angebracht sind. Da die Vorsprünge
an den Scheiteln des Quadrats angeordnet sind, haben f4 und
F7 die gleiche Größe;
ein Verdrehmoment aus f4 × l2 wird in dem Querschnitt O-O der 2 ausgeübt,
so daß der Kühlflansch 23 verformt wird.
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Als
nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem je drei Vorsprünge
vorhanden sind. 3 zeigt ein Set von Darstellungen
zur Erläuterung eines Kontaktierungszustands in dem Fall,
in dem jeweils drei Vorsprünge (1), (2) und (3) vorgesehen
sind; dabei zeigt 3(a) eine Aufrißansicht,
und die 3(b) und 3(c) zeigen
Seitenansichten bei Betrachtung in Richtung des Pfeils P. Der Einfachheit
halber wird ein Fall beschrieben, in dem die Vorsprünge
an den Scheiteln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
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3(b) veranschaulicht einen Fall, in dem drei
Vorsprünge 22 einer Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 21 und
drei Vorsprünge 24 einer Basis 25 derart
angeordnet sind, daß sie jeweils entsprechenden Vorsprüngen
zugewandt gegenüberliegen. 3(c) veranschaulicht
einen Fall, in dem der Vorsprung 22 ((1)) der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 21 und
der Vorsprung 24 ((1)) der Basis 25 um einen Betrag
l1 voneinander versetzt sind.
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In
dem Fall, in dem gemäß der Darstellung in 3(c) die Vorsprünge nicht derart
angeordnet sind, daß sie jeweiligen entsprechenden Vorsprüngen
zugewandt gegenüberliegen und der Vorsprung 22 ((1))
und der Vorsprung 24 ((1)) um einen Betrag von l1 voneinander versetzt sind, beidem es sich
um eine relativ kurze Distanz handelt, wird ein Biegemoment von
F1 × l1 auf
den Kühlflansch 23 ausgeübt, so daß der
Kühlflansch 23 verformt wird. Da es sich bei l1 um eine relativ kurze Distanz handelt,
können F1 und f1 in
etwa als gleiche Werte aufweisend betrachtet werden.
-
In
dem in 3(b) dargestellten Fall, in
dem die Vorsprünge 22 und 24 im Gegensatz
dazu einander zugewandt gegenüberliegend angeordnet sind, weisen
aufgrund des Gesetzes von Aktion und Reaktion F1 und
f1, F2 und f2 sowie F3 und f3 jeweils die gleiche Größe
und entgegengesetzte Richtungen auf; aus diesem Grund werden alle
jeweils resultierenden Kräfte aus F1 und
f1, F2 und f2 sowie F3 und f3 zu Null, so daß kein Biegemoment
auf den Kühlflansch 23 ausgeübt wird.
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Infolgedessen
kommt es zu keiner Verformung des Kühlflansches 23,
und die Planarität des Spiegels, der an dem Kühlflansch 23 anliegt,
wird in einem äußerst exakten Zustand aufrechterhalten. Ferner
ist es wünschenswert, daß die Vorsprünge
an den Scheiteln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind;
die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt,
und es können auch drei Vorsprünge an den Scheiteln
eines Dreiecks angeordnet sein, die nicht auf derselben geraden
Linie liegen.
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Bei
der Ausbildung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
wird eine spanende Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher
Genauigkeit nur an einer Seite des Kühlflansches 4 ausgeführt,
an der der Spiegel 3 anliegt bzw. mit der der Spiegel 3 in Kontakt
tritt, während an anderen Kontaktflächen eine
normale spanende Bearbeitung vorgenommen wird; somit ist die Konstruktion
kostengünstig. Da ferner der Kühlflansch 4,
an dem eine spanende Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher
Genauigkeit vorgenommen wird, eine kleine Komponente ist, läßt sich
die spanende Bearbeitung an dem Kühlflansch 4 in
einfacher Weise ausführen, und zwar ohne jegliche Einschränkungen
hinsichtlich der Bearbeitungsvorrichtung für die spanende
Bearbeitung.
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Wenn
die Bolzen 5 durch die in der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 vorgesehenen
Durchgangsöffnungen hindurchgeführt werden, wird
der Kühlflansch 4 festgelegt; jedoch kann der
Kühlflansch 4 auch durch Bohren von Durchgangsöffnungen
in die Basis 2, spanende Bearbeitung an der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 zum
Bilden von Schraubenöffnungen sowie Einsetzen der Bolzens 5 in
die Durchgangsöffnung in der Basis 2 festgelegt
werden. Zusätzlich kann anstelle des Spiegels 3 auch
eine Linse (optisches Element) verwendet werden; im Fall eines gekrümmten Spiegels
entspricht der Biegeblock der Basis.
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Da
bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Kühlflansch 4 von
zwei Komponenten flankiert wird, von denen jede drei Vorsprünge
aufweist, die den jeweiligen entsprechenden Vorsprüngen
zugewandt gegenüberliegen, wird selbst dann kein Biegemoment
auf den Kühlflansch 4 ausgeübt, wenn
der Kühlflansch 4 fest angebracht wird; auf diese
Weise wird die Planarität des Kühlflansches 4 in
einen äußerst genauen Zustand aufrechterhalten.
Infolgedessen wird auch die Planarität des Spiegels, gegen
den der Kühlflansch 4 gedrückt ist bzw.
an dem der Kühlflansch 4 anliegt, in einem äußerst
genauen Zustand aufrechterhalten.
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Ferner
ist es möglich, eine teure spanende Planflächen-Bearbeitung
mit ultrahoher Genauigkeit nur an einer Seite des Kühlflansches
vorzunehmen, von der der Spiegel mit Druck beaufschlagt wird; dadurch
wird der Laseroszillator kostengünstig. Da ferner die Komponente,
an der die spanende Planflächen-Bearbeitung mit ultrahoher
Genauigkeit ausgeführt wird, relativ klein ist, kann die
spanende Bearbeitung der Komponente in einfacher Weise vorgenommen
werden, ohne daß irgendwelche Einschränkungen
hinsichtlich der Bearbeitungsvorrichtung für die spanende
Bearbeitung bestehen.
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Wenn
zum Verhindern von Verformungen des Spiegels der Spiegel derart
festgelegt wird, daß er an seinen beiden Seiten durch eine
Dreipunkt-Kontaktkonstruktion mit Druck beaufschlagt wird, so wird
die Kühlbarkeit des Spiegels vermindert. Bei dem ersten
Ausführungsbeispiel ist zum Unterbinden von Verformung
des Kühlflansches dagegen der Kühlflansch derart
festgelegt, daß er an seinen beiden Seiten durch eine Dreipunkt-Kontaktkonstruktion
mit Druck beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann eine Verformung
des Spiegels unterdrückt werden, ohne daß die
Kontaktfläche zwischen dem Kühlflansch und dem
Spiegel reduziert wird, d. h. ohne daß die Kühlbarkeit
des Spiegels beeinträchtigt wird.
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Ausführungsbeispiel 2
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4 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel; dabei zeigt 4(a) eine
Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 4(b) bei Betrachtung entlang einer Linie
D-D; 4(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 4(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie C-C.
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Ferner
bezeichnen die gleichen Bezugszeichen in den Darstellungen gleiche
oder äquivalente Bestandteile. Anstelle des O-Rings 7 bei
dem ersten Ausführungsbeispiel drückt die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 den
Spiegel 3 mittels Schraubenfedern 10 gegen den
Kühlflansch 4.
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Darüber
hinaus sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Bolzen 5 außenseitig
von dem Kühlflansch 4 angeordnet; bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Durchgangsöffnung 31 für
jeden Bolzen 5 in dem Kühlflansch 4 vorsehen, wobei
deren Durchmesser größer ist als der des Bolzens
und der Bolzen durch die entsprechende Durchgangsöffnung 31 hindurchgeführt
ist. Da die Bolzen 5 und der Kühlflansch 4 nicht
miteinander in Kontakt stehen, kommt es niemals zu einer Verformung
des Kühlflansches 4, selbst wenn die Bolzen 5 verformt werden;
auf diese Weise wird die Planarität des Spiegels in einem äußerst
genauen Zustand aufrechterhalten.
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Ausführungsbeispiel 3
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5 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel; dabei zeigt 5(a) eine
Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 5(b) bei Betrachtung entlang einer Linie
F-F, und 5(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 5(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie E-E.
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Anstatt
eines elastischen Elements wird der Spiegel 3 unter Verwendung
von Bolzen 11 gegen den Kühlflansch 4 gedrückt.
Eine jeweilige Schraubenöffnung wird vorab durch spanende
Bearbeitung in die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 eingebracht,
und die Bolzen 11 werden jeweils derart festgezogen, daß der
Spiegel 3 gegen den Kühlflansch 4 gedrückt
wird.
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Ausführungsbeispiel 4
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6 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel; dabei zeigt 6(a) eine
Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 6(b) bei Betrachtung entlang einer Linie
H-H, und 6(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 6(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie G-G.
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Die
Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und die Basis 2 sind
nicht mittels der Bolzen 5 befestigt; stattdessen klemmt
ein Klemmelement 12 (Befestigungselement) die Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1,
die Basis 2 und den Kühlflansch 4 zusammen.
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Ausführungsbeispiel 5
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7 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel; dabei zeigt 7(a) eine Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion
der 7(b) bei Betrachtung entlang einer
Linie J-J, und 7(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 7(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie I-I. Drei Vorsprünge 13 (13a, 13b, 13c),
die zwischen der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung und dem
Kühlflansch 4 anzuordnen sind, sind an dem Kühlflansch 4 vorgesehen.
-
Zusätzlich
sind an dem Kühlflansch 4 drei Vorsprünge 14 (14a, 14b, 14c)
vorgesehen, die zwischen dem Kühlflansch 4 und
der Basis 2 anzuordnen sind. Die Vorsprünge 13 und 14 sind
tiefer angeordnet als die Oberfläche 8, mit der
der Spiegel in Kontakt tritt. Der Grund hierfür besteht
darin, daß die spanende Planflächen-Bearbeitung
mit ultrahoher Genauigkeit nur an der am höchsten gelegenen Oberfläche
Anwendung finden kann.
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Ausführungsbeispiel 6
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8 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel; dabei zeigt 8(a) eine
Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 8(b) bei Betrachtung entlang einer Linie
L-L, und 8(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 8(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie K-K. Öffnungen, in die
die Bolzen 11 (11a, 11b, 11c)
eingesetzt werden, und Schraubenöffnungen werden vorab
in dem Spiegel 3 bzw. dem Kühlflansch 4 durch
spanende Bearbeitung gebildet.
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Die
Bolzen 11 (11a, 11b, 11c) werden
festgezogen, so daß der Spiegel 3 gegen den Kühlflansch 4 gedrückt
wird. Weiterhin sind der Vorsprung 6a und die Bolzen 5a und 11a,
der Vorsprung 6b und die Bolzen 5b und 11b sowie
der Vorsprung 6c und die Bolzen 5c und 11c in
jeweils drei gleichen radialen Richtungen des Kühlflansches 4 angeordnet,
die um 120° voneinander beabstandet sind.
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Ausführungsbeispiel 7
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9 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion
für einen Laseroszillator gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel; dabei zeigt 9(a) eine
Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 9(b) bei Betrachtung entlang einer Linie
N-N, und 9(b) zeigt eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 9(a) bei
Betrachtung entlang einer Linie M-M.
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Bei
dem Laseroszillator gemäß 9 ist die distale
Endfläche des Vorsprungs sphärisch bzw. abgerundet
ausgebildet. Die 10 und 11 zeigen Darstellungen
zur Erläuterung der Berührungsbedingungen in dem
Fall, in dem die distalen Endflächen planar bzw. abgerundet
ausgebildet sind. Wie in 10 gezeigt
ist, können bei der planaren Ausbildung der distalen Endfläche
des Vorsprungs aufgrund eines Bearbeitungsfehlers bei der spanenden Bearbeitung
das Ausmaß der Parallelität der distalen Endflächen
des Vorsprungs 22 der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 21 und
des Vorsprungs 24 der Basis 25 sowie das Ausmaß der
Parallelität der Oberfläche des Kühlflansches 23 voneinander
verschieden sein.
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In
dieser Situation wird eine positionsmäßige Differenz 13 bis zu einer Distanz, die dem Durchmesser
der in Kontakt tretenden distalen Endfläche entspricht,
zwischen F7 und f7 hervorgerufen;
auf den Kühlflansch 23 wird ein Biegemoment von
F7 × l3 ausgeübt.
Infolgedessen werden der Kühlflansch 23 und der
Spiegel verformt.
-
Dagegen
ist im Fall der 11, bei dem die distale Endfläche
des Vorsprungs kugelförmig abgerundet ausgebildet ist,
die Kontaktierungssposition konstant, so daß keine positionsmäßige
Differenz zwischen F7 und f7 hervorgerufen
wird. Da somit kein Biegemoment auftritt, wird das Ausmaß der
Planarität des Kühlflansches 23 und des
Spiegels in einem äußerst genauen Zustand aufrechterhalten.
Die sphärische Endfläche kann auch oval sphärisch
ausgebildet sein.
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Insgesamt
ist es lediglich notwendig, daß das vordere Ende des Vorsprungs
eine konvergente und abgerundete Formgebung aufweist. Da die Kontaktfläche
zwischen dem vorderen Ende des Vorsprungs und der Oberfläche
(der Oberfläche des Kühlflansches 23)
vermindert ist, wird die Entstehung eines von den Vorsprüngen
hervorgerufenen Biegemoments verhindert; die Planarität
des angebrachten optischen Elements (Spiegels) wird somit in einem äußerst
genauen Zustand aufrechterhalten.
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Ausführungsbeispiel 8
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12 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;
dabei zeigt 12(a) eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 12(b) bei
Betrachtung entlang einer Linie S-S, und 12(b) zeigt
eine Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 12(a) bei Betrachtung entlang einer Linie
R-R.
-
Zum
Aufrechterhalten der Luftdichtheit innerhalb des Laseroszillators
sind O-Ringe 26 und 27 zwischen der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
dem Kühlflansch 4 bzw. zwischen dem Kühlflansch 4 und
der Basis 2 eingefügt. Bei dem vorliegenden Beispiel
ist eine erste O-Ringnut für den O-Ring 26 in
der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 vorgesehen.
Eine zweite O-Ringnut für den O-Ring 27 ist in
der Basis 2 vorgesehen. Die O-Ringnuten können
jedoch auch in dem Kühlflansch 4 vorgesehen sein.
-
Ein
Spalt 29 ist zwischen der die erste O-Ringnut für
den O-Ring 26 umgebenden Oberfläche (Oberfläche
der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1) und der
der Oberfläche der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 zugewandt
gegenüberliegenden Oberfläche des Kühlflansches 4 vorgesehen,
so daß die Flansch-Druck beaufschlagungseinrichtung 1 und
der Kühlflansch 4 nur über die Vorsprünge 6 miteinander
in Kontakt stehen.
-
Ein
Spalt 30 ist zwischen der die zweite O-Ringnut für
den O-Ring 27 umgebenden Oberfläche (Oberfläche
der Basis 2) und der der Oberfläche der Basis 2 zugewandt
gegenüberliegenden Oberfläche der Kühlflansches 4 vorgesehen,
so daß der Kühlflansch 4 und die Basis 2 nur über
die Vorsprünge 9 miteinander in Kontakt stehen.
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In
dem Fall, in dem die Spalte 29 und 30 nicht vorgesehen
sind, ist aufgrund der Tatsache, daß der Kühlflansch 4 mit
der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und der Basis 2 in
Kontakt tritt, der Dreipunkt-Kontakt nicht mehr vorhanden, so daß die
Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und die Basis 2 eine
Profilverformung des Kühlflansches 4 verursachen;
durch das Vorhandensein der Spalte wird jedoch eine solche Profilverformung
verhindert.
-
Darüber
hinaus ist es lediglich notwendig, daß die Spalte größer
sind als das Ausmaß der geringfügigen Verformungen
der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und der Basis 2;
die Spalte sind derart ausgebildet, daß sie etwa mehrere
zehn Mikrometer betragen. Da die vorstehend genannten Abmessungen
der Spalte im Vergleich zu dem Durchmesser der O-Ringe ausreichend
klein sind, verursachen Druckdifferenzen keine Bewegung der O-Ringe
aus den O-Ringnuten heraus.
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Als
nächstes wird eine Verwerfung des Kühlflansches 4 aufgrund
einer von den O-Ringen 26 und 27 erzeugten Reaktionskraft
erläutert. Die Reaktionskraft, die beim Zusammendrücken
der O-Ringe erzeugt wird, wird auf die gesamte Peripherie des Kühlflansches 4 ausgeübt.
Diese Situation entspricht einem Zustand, in dem eine gleichmäßig
verteilte Last auf einen Träger aufgebracht wird, dessen
beide Enden mittels Vorsprüngen festgelegt sind; es besteht die
Gefahr, daß andere Bereiche des Kühlflansches 4 als
die von den Vorsprüngen gehaltenen Bereiche Verwerfungen
erleiden, so daß der Kühlflansch 4 eine
Profilverformung des Spiegels 3, der weich ist, verursacht.
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Dagegen
wird bei der Ausbildung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel
durch Vergrößern der Dicke des Kühlflansches 4,
um dadurch die Biegesteifigkeit des Kühlflansches 4 zu
verbessern, eine Verwerfung des Kühlflansches 4 aufgrund
der von den O-Ringen erzeugten Reaktionskraft verhindert. Da es
sich bei dem Kühlflansch 4 im Vergleich zu einem
optischen Element um eine kostengünstige Komponente handelt,
ist der Kühlflansch 4, dessen Dicke vergrößert
ist, immer noch ein kostengünstiges Element.
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Ausführungsbeispiel 9
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13 zeigt
ein Set von Darstellungen zur Erläuterung einer Spiegelbefestigungskonstruktion für
einen Laseroszillator gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;
dabei zeigt 13(a) eine Schnittdarstellung
der Spiegelbefestigungskonstruktion der 13(b) bei
Betrachtung entlang einer Linie U-U, und 13(b) zeigt
eine Schnittdarstellung der Spiegelbefestigungskonstruktion der 13(a) bei Betrachtung entlang einer Linie
T-T.
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Zum
weiteren Verbessern der Spiegelbefestigungskonstruktion gemäß dem
achten Ausführungsbeispiel wird durch zusätzliches
Einsetzen eines O-Rings 28 zwischen den Spiegel 3 und
den Kühlflansch 4, um dadurch auf einer Seite
des Spiegels 3 einen Strömungsweg für
das Kühlwasser zu schaffen, diese Seite des Spiegels 3 direkt
mit Wasser gekühlt, so daß die Kühleigenschaften
verbessert werden können. Hinsichtlich des O-Rings 26,
der zwischen der Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung 1 und
dem Kühlflansch 4 vorgesehen ist, sowie hinsichtlich
des O-Rings 27, der zwischen dem Kühlflansch 4 und
der Basis 2 vorgesehen ist, sind die Spalte 29 und 30 vorhanden,
wie dies auch bei dem achten Ausführungsbeispiel der Fall
ist, so daß eine Profilverformung verhindert wird.
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- 1
- Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
- 2
- Basis
- 3
- Spiegel
- 4
- Kühlflansch
- 5
(a, b, c)
- Bolzen
- 6
(a, b, c)
- Vorsprünge
- 7
- O-Ring
- 8
- spanend
bearbeitete Oberfläche
- 9
(a, b, c)
- Vorsprünge
- 10
- Schraubenfedern
- 11
(a, b, c)
- Bolzen
- 12
- Klemmelement
- 13
(a, b, c)
- Vorsprünge
- 14
(a, b, c)
- Vorsprünge
- 15
- Kühlwasserweg
- 21
- Flansch-Druckbeaufschlagungseinrichtung
- 22
- Vorsprünge
- 23
- Kühlflansch
- 24
- Vorsprünge
- 25
- Basis
- 26,
27, 28
- O-Ringe
- 29,
30
- Spalte
- 31
- Durchgangsöffnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 1991-257979
A [0002]
- - JP 1996-257782 A [0012, 0014]
- - JP 2002-141270 A [0015]