DE1912290A1 - Device for checking and readjusting the adjustment of the output coupling mirror of a gas laser - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Kontrolle und Nachstellung der Justierung des Auskoppelspiegels eines Gas-Lasers Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle und Nachstellung der Justierung des Auskoppelspiegels eines Gas-Lasers.Device for checking and readjusting the adjustment of the output mirror of a gas laser The present invention relates to a control device and readjustment of the adjustment of the output mirror of a gas laser.

Gas-Laser bestehen in der Regel aus einem Glasrohr, das mit einem geeigneten Gas, z.3. C°2 gefüllt ist, und in dem durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine Gasentladung hervorgerufen wird. In der Verlängerung der Längsachse des Glasrohres sind zwei externe Spiegel angeordnet, die einen optischen Resonator bilden. Die beiden den optischen Resonator bildenden Spiegel müssen genau zentrisch in Bezug auf die Achse des Glasrohres angcordnet sein, vor allem ist die Lage der beiden Spiegel zueinander kritisch. Aus diesem Grund ist der als Planparallelspiegel ausgebildete, den optischen Resonator auf der einen Seite abschließende Auslenkspiegel justierbar. Nur bei korrekter Justierung des Auslenkspiegels kann nämlich ein symmetrisches Modenbild des Lasers erzielt werden. Ist der Auslenkspiegel nicht richtig justiert, so treten unsymmetrische Moden des Lasersttahls auf, wobei die Leistung des Laser-Strahls sinkt. Um die maximale Leistung des Lasers aufrechtzuerhalten und gleichzeitig ein symmerisches Modenbild des Lasers zu erzielen, muß daher für eine richtige Justierung des Auslenkspiegels gesorgt werden.Gas lasers usually consist of a glass tube that is connected to a suitable gas, e.g. 3. C ° 2 is filled, and in which by applying an electrical Voltage causes a gas discharge. In the extension of the longitudinal axis Two external mirrors are arranged on the glass tube, which form an optical resonator form. The two mirrors forming the optical resonator must be exactly centered be arranged in relation to the axis of the glass tube, especially the position of the both mirrors critical to each other. For this reason it is designed as a plane parallel mirror formed deflecting mirror closing off the optical resonator on one side adjustable. Only when the deflection mirror is correctly adjusted can a symmetrical Mode image of the laser can be achieved. If the deflection mirror is not adjusted correctly, asymmetrical modes of the laser beam occur, with the power of the laser beam sinks. To maintain the maximum power of the laser and at the same time a To achieve a symmetrical mode pattern of the laser, therefore, must for a correct adjustment of the deflection mirror.

Die von einem Laser erzeugte elektromagnetische Strahlung kann unterschiedliche Wellenlänge aufweisen und kann insbesondere sowohl im sichtbaren wie im unsichtbaren Bereich des Lichtes liegen. BeispLlsareise liegt die von einem CO2-Gas-Laser erzeugte Strahlung im Infrarotbereich. Hierdurch wird die Justierung eines solchen Lasers weiter erschwert.The electromagnetic radiation generated by a laser can be different Have wavelength and can especially both in the visible like lying in the invisible realm of light. An example trip is that of one CO2 gas laser generated radiation in the infrared range. This will make the adjustment such a laser is further complicated.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kontrolle und Nachstellung der Justierung und des Auskoppelspiegels eines Gas-Lasers, insbesondere eines CO2-Lasers, anzugeben, durch die die ständige Kontrolle des Justierzustandes und die Nachstellung desselben möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine zwischen dem Auskoppelspiegel und der Bearbeitungsstelle angeordneten Auskoppelvorrichtung, die einen Teil der Laser-Energie auskoppelt und auf einen Schirm lenkt, auf,dem die Querschnittsverteilung der Laser-Ausgangslei;stung beobachtet oder gemessen werden kann.The present invention is based on the object of a device for checking and readjusting the adjustment and the coupling-out mirror of a gas laser, in particular a CO2 laser, through which the constant control of the adjustment status and the adjustment of the same is possible. This object is achieved according to the invention by one arranged between the output mirror and the processing point Decoupling device that decouples part of the laser energy and on a The screen directs, who observes the cross-sectional distribution of the laser output power or can be measured.

Dies kann entweder in der Weise erfolgen, daß während der Laser-Bearbeitung ein Teil des Laser-Strahls herausgespiegelt wird oder daß während Bearbeitungspausen der gesamte Strahl~ ausgelenkt wird.This can either be done in such a way that during laser processing a part of the laser beam is reflected out or that during breaks in processing the entire beam ~ is deflected.

Um an sich unsichtbares, z.B. im Infrarotgebiet liegendes, Laser-Licht sichtbar zu machen, verwendet man zweckmäßigerweise einen Schirm aus einem Material, der durch das ausgekoppelte Laser-Licht zum Glühen gebracht wird, z.B. einen Schirm aus Asbest oder Glasgewebe. Das hierbei erzeugte Glühbild ist ein Abbild der Laser-Ausganggleistungsquerschnittsverteilung. Durch Beobachtung dieses GlUhbildes kann der Justierzustand des Lasers kontrolliert werden und bei Abweichung von der symmetrischen Verteilung eine Nachstellung vorgenommen werden.About invisible laser light, e.g. in the infrared area To make it visible, it is expedient to use a screen made of a material which is made to glow by the decoupled laser light, e.g. a screen made of asbestos or glass fabric. The glow pattern generated here is an image of the laser output power cross-section distribution. The adjustment status of the laser can be checked by observing this glow pattern and if there is a deviation from the symmetrical distribution, an adjustment is made will.

Eine automatische Nachstellung läßt sich in der Weise ereielen, daß das erzeugte Glühbild mit Hilfe einer Optik auf einen zweiten Schirm projeziert wird und die auf diesem Schirm sich ergebende Leuchtdichteverteilung elektronisch oder mit Hilfe von Foto zellen abgetastet wird, wobei sich das hieraus ergebende elektrische Signal zur Steuerung der Nachstellung des Auskoppelspiegels verwendet wird. Die elektronische Abtastung kann, z.B. mit einer Fernsehaufnahmeröhre erfolgen. Man kann aber auch rasterförmig angeordnete Fotoelemente verwenden, die z.B. ueber eine logische Schaltung abgetastet werden.An automatic readjustment can be achieved in such a way that the generated glow pattern is projected onto a second screen with the aid of optics and the luminance distribution resulting on this screen is electronic or is scanned with the help of photo cells, the resulting electrical signal used to control the readjustment of the output mirror will. The electronic scanning can be done, for example, with a television pickup tube. But you can also use a grid-like arrangement of photo elements, e.g. about a logic circuit can be scanned.

Verwendet man Meßfühler, die unmittelbar auf die Laser-Strahlung ansprechen, z.B. für Infrarotlicht empfindliche Potoelemente oder Thermoelemente, Thermistoren oder temperaturabhängige Kondensatoren, o kann auf die Erzeugung eines Glühbildes verzichtet erden und die Neßfühler in der Ebene des erster Schirmes angeordnet werden. Die elektrische Abtastung @@eser Meßfühler erfolgt dann wie im vorhergehenden Fall.If sensors that respond directly to the laser radiation are used, E.g. for infrared light sensitive potentiometers or thermocouples, thermistors or temperature-dependent capacitors, o can be used to generate a glow pattern grounding is omitted and the measuring sensors are arranged in the plane of the first screen. The electrical scanning @@ of these sensors then takes place as in the previous case.

Die Nachstellung des Auskoppelspiegels erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe von Nachstellmotoren.The readjustment of the output mirror is expediently carried out with Help from adjusting motors.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel derselben anhand der Figur beschrieben.To further explain the invention, an exemplary embodiment is given below the same described with reference to the figure.

In der Figur ist das mit einem Gasgemisch aus CO2He-N2 gefüllte Glasror 1 zwischen den beiden Spiegeln 2 und 3 angeordnet, die den Laser-Rssonator bilden. Der Aushoppelspiegcl 3 ist in seiner Lage justierbar und kann mit Hilfe des Stellmotors 4 in seiner X-Koordinate und mit Hilfe des Stellmotors 5 in seiner Y-Koordinate verstellt werden. Der Strahl des Lasers wird mit Hilfe der Dearbeitungsoptik 6 auf das Werkstück 7 gelenkt, Ein Teil der E@@erener@ie wird mit Hilfe des Auskoppelapisgels 0, der eine Durchläesigkeit in der Größenordnung von einq@en Frozent aufweist, auf einen Schirm 9, der im Fall des Aussführungsbeispiels aus Asbest be-@te@@ @alen@t @@ daß die ausgekoppelte Laserenergie @@ @@@@ S@m @en@o@ bringt, wodurch ein Glühbild @@ @@ @@@@ @@@ @ei@@ngsdichtevezteiluag des Leser-@@@ @@@@ @@ @lähtis@ wird dann mit Hilfe der @@ @@@ @@@@piege@s 11 auf dem Projektiors-@@ @@@@ @@@@ @@ mit @@@@ @@@ Fotoelemanten 13 @@@@@@ @@@si @@@@-@@@ elektriseke Sig-@@@@ @@@@@@ @@@ @@ @ach@@ @@ung @@@ @@@@@The figure shows the glass tube filled with a gas mixture of CO2He-N2 1 arranged between the two mirrors 2 and 3, which form the laser rssonator. The Aushoppelspiegcl 3 is adjustable in its position and can be with the help of the servomotor 4 in its X coordinate and with the aid of the servomotor 5 in its Y coordinate adjusted will. The laser beam is created with the help of processing optics 6 steered onto the workpiece 7, a part of the E @@ erener @ ie is with the help of the Auskoppelapisgel 0, which has a permeability on the order of one q @ en percent a screen 9, which in the case of the exemplary embodiment made of asbestos be @ te @@ @ alen @ t @@ that the decoupled laser energy @@ @@@@ S @ m @ en @ o @ brings, creating a glow pattern @@ @@ @@@@ @@@ @ ei @@ ngsdichtevezteiluag of the reader - @@@ @@@@ @@ @ lähtis @ will then with the help of the @@ @@@ @@@@ piege @ s 11 on the Projektiors - @@ @@@@ @@@@ @@ with @@@@ @@@ Photo elements 13 @@@@@@ @@@ si @@@@ - @@@ elektriseke Sig - @@@@ @@@@@@ @@@ @@ @ ach @@ @@ ung @@@ @@@@@

Claims (9)

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Kontrolle und Nachstellung der Justierung des Auskoppelspiegels eines Gas-Lasers, insbesondere eines C02-Lasers, g e k e n n z e i zu c h n e t durch eine zwischen dem Auskoppelspiegel und die Bearbeitungsstelle angeordnete AuskoppelvorrShtung, die einen Teil der Laser-Energie auskoppelt und auf einen Schirm lenkt, auf dem die Querschnittsverteilung der Laser-Ausgangsleistung beobachtet oder gemessen werden kann. Claims 1. Device for controlling and adjusting the Adjustment of the coupling-out mirror of a gas laser, in particular a CO2 laser, g e k e n n n z e i to c h n e t by a between the coupling-out mirror and the Decoupling device arranged at the processing point, which absorbs part of the laser energy decouples and directs to a screen on which the cross-sectional distribution of the laser output power can be observed or measured. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß während Bearbeitungspausen der gesamte Laser-Strahl mit Hilfe der Auskoppelvorrichtung auf den Schirm gelenkt wird. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the entire laser beam with the aid of the decoupling device during machining breaks is directed to the screen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß mit Hilfe der Auskoppelvorrichtung während der Laser-Bearbeitung ein Teil des Laser-Strahls ausgekoppelt und auf den Schirm gelenkt wird. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that with the help of the decoupling device during the laser processing a part of the laser beam is decoupled and directed onto the screen. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schirm aus einem Material besteht, das durch das ausgekoppelte Laser-Licht zum Glühen gebracht wird. 4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized it is not noted that the screen is made of a material that can pass through the decoupled laser light is made to glow. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schirm aus Asbest besteht. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the screen is made of asbestos. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schirm aus Glasgewebe be steht, 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the screen is made of glass fabric, 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n G t , daß das Glühbild mit Hilfe einer Optik auf einen zweiten Schirm projeziert wird und daß die auf diesem Schirm sich ergebende Leuchtdichteverteilung elektronisch oder mit Hilfe von Fotozellen abgetastet wird und das sich hieraus ergebende elektrische Signal zur Stelerung der Nachstellung des Auskoppelspiegels verwendet wird.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the glow pattern with the help of optics is projected onto a second screen and that on this Luminance distribution resulting from the screen electronically or with the help of photocells is scanned and the resulting electrical signal for control the adjustment of the output mirror is used. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g ek e n n z e i c h n e t , daß in der Ebene des ersten Schirms auf die Baser-Strahlung ansprechende Meßfühler angeordnet sind, die elek tronisch abgetastet werden, um ein Signal zur Steuerung der Nachstellung des Auskoppelspiegels zu erzeugen.8. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized notices that in the plane of the first screen on the base radiation responsive sensors are arranged, which are electronically scanned to generate a signal to control the readjustment of the output mirror. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerung der Nachstellung des Auskoppelspiegels mit Hilfe von Nachstellmotoren erfolgt.9. Device according to one or more of claims 1 to 8, characterized it is noted that the control of the readjustment of the output mirror takes place with the help of adjusting motors.