DE2112755A1 - Optischer Sender oder Verstaerker - Google Patents
Optischer Sender oder VerstaerkerInfo
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/086—One or more reflectors having variable properties or positions for initial adjustment of the resonator
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Description
Patent-Treuhand-Gesell schaft für elektrische Glühlampen mbH, München
"Optischer Sender oder Verstärker"
Die Erfindung betrifft einen optischen Sender oder Verstärker mit einem
stimulierbaren, kohärente Strahlung aussendenden Medium und Mitteln zur Anregung desselben und einem optischen Resonator, der durch zwei oder
mehrere Spiegel gebildet wird. Mindestens einer der Spiegel ist bewegbar
mittels einer Vorrichtung angeordnet, um die Spiegel in ihrer Stellung zueinander justieren zu können. Für den Betrieb eines optischen Senders
oder Verstärkers ist es notwendig, eine exakte Winkeleinstellung der
Resonatorspiegel zueinander mit einer Genauigkeit bis auf Bruchteile von Bogensekunden zu erzielen.
Um eine rasche, exakte, beliebig oft mit der gewünschten Genauigkeit durchführbare
Justierung der Spiegel zu ermöglichen, ist es denkbar, diese in Spiegelfassungen anzuordnen, die gegenüber festen Spiegelhalterungen be- ^
wegbar sind. Zur Justierung des Spiegels wird eine solche Spiegelfassung mit Justierschrauben gegen eine Feder um einen Drehpunkt verkippt. Die
Feinheit der Justierung ist hierbei abhängig von der Hebellänge, d.h. von der Entfernung der Justierschraube zum Drehpunkt, die also möglichst groß
sein muß. Auf die gewünschte Justierfeinheit wird vielfach verzichtet, um die Baugröße 'der Spiegelhalter kleinzuhalten und damit ihre Handlichkeit
zu gewährleisten.
*) H 01 s 3/00 - / -
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Es wurde auch daran gedacht, die Spiegelfassungen in Kugelkalotten '
mit großem Krümmungsradius verschiebbar zu gestalten. Ein Nachteil
derartiger Anordnungen ist jedoch der sogenannte "Slik-Stip"-Effekt,
der beim Verschieben auf der Kugelfläche durch den Übergang von Haftreibung in gleitende Reibung und umgekehrt entsteht, d.h.es findet
eine ruckartige Bewegung statt. Aus diesem Grunde wurde diese Art von , Justiereinrichtung wieder verworfen.
Ziel der Erfindung ist ein optischer Sender oder Verstärker, dessen
Resonatorspiegel mit größerer Einstellgenauigkeit als bisher bei handlich bleibender Baugröße der Spiegelhalter justierbar sind.
Gemäß der Erfindung ist ein optischer Sender oder Verstärker mit einem
stimulierbaren Medium und Mitteln zur Anregung des stimulierbaren Mediums,
mit einem optischen Resonator, welcher aus zwei oder mehreren Spiegeln besteht, von denen mindestens ein Spiegel mittels einer Vorrichtung räumlich
'verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum räumlichen Verstellen eines Resonatorspiegels um kleine Winkel aus in einem von Null
verschiedenen Winkel zueinander stehenden ebenen Viergelenkgetrieben besteht.
Aus konstruktiven Gründen ist es am zweckmäßigsten, die beiden Viergelenkgetriebe senkrecht zueinander stehend auszubilden. Auf der beiden
Getrieben gemeinsam ausgebildeten Koppel ist der zu verdrehende Spiegel angeordnet. Die gewünschte Feinjustierung wird durch einen kleinen
Winkel zwischen Kurbel und Schwinge des jeweiligen Viergelenkgetriebes erzielt, da dadurch der Momentandrehpunkt der Koppel, der durch den Schnittpunkt
von Kurbel und Schwinge gebildet wird, gegen©« rückt, d.h. der Hebelarm
sehr groß wird. Durch die zwei senkrecht zueinander stehenden Viergelenkgetriebe
kann der Spiegel in zwei Richtungen um kleine Winkel verdreht werden.
Da die Viergelenkgetriebe nur in einem beschränkten, relativ kleinen
Winkelbereich zur Anwendung kommen, können die senkrecht zueinander
, stehenden Viergelenkgetriebe aus einem Teil, insbesondere einem Biege-
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teil aus Federblech, bestehen. Die Biegekanten bilden dabei die sonst
üblichen Gelenke zwischen den Getriebeteilen. Bei entsprechender Vorspannung des die Viergelenkgetriebe bildenden Biegeteiles kann von diesem
zusätzlich noch die Aufgabe der Gegenfedern für die Justierschrauben übernommen werden und die sonst eigens anzuordnenden Gegenfedern
können eingespart werden.
Ein erfindungsgeraäßer optischer Sender oder Verstärker wird anhand der
folgenden Figuren beschrieben.
Figur 1 zeigt das eine abgeschnittene Ende eines optischen Senders
und Verstärkers.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines doppelten Viergelenkgetriebes.
Figur 3 zeigt einen Spiegelhalter für einen optischen Sender und Verstärker
gemäß Schnitt A-B in Figur 4.
Figur 4 zeigt einen Spiegelhalter gemäß Figur 3 in der Draufsicht.
Figur 1 zeigt das abgeschnittene Ende eines optischen Senders oder Verstärkers,
der mit einem stimulierbaren Gas versehen ist und als Gaslaser zu bezeichnen ist. Dieser Gaslaser besteht aus einem Entladungsgefäß 1,
welches beispielsweise aus Glas, Quarz oder Keramik besteht und einen g
seitlichen Stutzen 2 aufweist, welcher zur Aufnahme der nicht gezeigten Elektroden dient. Das über diesen Stutzen hinausragende Ende 3 des Entladungsgefäßes
ist durch ein unter dem Brewsterwinkel geneigtes Fenster abgeschlossen, das beispielsweise mit Hilfe eines Glaslotes mit dem Entladungsgefäß
verschmolzen ist· Der Rand des Fensters 4 schließt entweder in radialer Richtung bündig mit dem Ende des Entladungsgefaßes ab oder
der Durchmesser des Fensters 4 ist sogar etwas kleiner als der Durchmesser
des Endes 3 des Entladungsgefäßes. Jedenfalls ragt das Fenster
in radialer Richtung nicht über den Durchmesser des Entladungsgefäßendes
hinaus. Dadurch ist es möglich, den hülsenförmigen Ansatz eines Spiegelhalters
leicht über das Ende 3 des Entladungsgefäßes zu schieben und mit diesem, beispielsweise durch Kitten, fest zu verbinden. Die für den Laserbetrieb
im vorliegenden Fall erforderliche parallele Ausrichtung der beiden Spiegel zueinander erfolgt durch eine im Spiegelhalter befindliche
Spiegeljustiereinrichtung, die aus zwei senkrecht zueinander stehenden
ebenen Viergelenkgetrieben aufgebaut ist (Figur 2, 3 und 4).
Anhand der Figur 2, die eine teils konstruktive, teils schematische Darstellung
eines solchen doppelten Viergelenkgetriebes zeigt, wird zunächst die Funktionsweise desselben erläutert. Das Viergelenk getriebe besteht z.B.
aus einem.Teil l6~, aus Federblech gebogen, und ist so ausgebildet, daß von
einer quadratischen Deckfläche vier Lappen 17, 17' Tind-18»· l8' nach unten
gebogen sind und die Biegekanten die Gelenke des Getriebes darstellen. Die
gegenüberliegenden Lappen l8, l8* sind mittels einer Spiegelfassung 20
(Figur 3) verbunden und bilden somit ein Viergelenkgetriebe zur Verstellung
des Spiegels. Schematisch dargestellt wird dieses erste ebene Viergelenkgetriebe
durch das Gestell AD, die Kurbel AB, die Koppel BC und die Schwinge
CD, die miteinander beweglich verhunden sein sollen. Gestell AD ist starr
in der Ebene dieses Viergelenkes durch die konstruktive Ausführung, Am Gelenk B der Kurbel AB greift eine Justierschraube an, wodurch das Viergelenkgetriebe
verstellt wird. Koppel BC ist als Spiegelfassung ausgebildet und erfährt bei minimaler Drehung der Kurbel AB eine minimale Drehung um
den durch den Schnittpunkt von Kurbel AB und Schwinge CD gebildeten Momentandrehpunkt.
Da der Winkel zwischen Kurbel und Schwinge relativ klein ist,^
liegt der Momentandrehpunkt sehir-weit von der Koppel entfernt, die Justierfeinheit
wird durch den großen Hebelarm verbessert. Das zweite senkrecht
zum Viergelenkgetriebe ABCD liegende Viergelenkgetriebe besteht aus dem
Gestell A1D1, der Kurbel A'B1, der Koppel B1C, die bis zur Spiegelfassung,
symbolisiert durch Punkte Bb und Cc, ausgedehnt ist, und der Schwinge C1D!.
Eine Justierschraube greift an Punkt Eb an, was durch die starre Verbindung
mit der Koppel B1C, gebildet durch die Lappen 18, l8' , einem Angreifen in Punkt Bf entspricht. Hierdurch wird die Kurbel A'B1 etwas ver-
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dreht und entsprechend dreht sich die Koppel B1C und mit ihr die
Spiegelfassung Bb, Cc um den MomentandrehpunktT der durch den Schnittpunkt von Kurbel A1B1 und Schwinge CD* gebildet wird. Die weitere konstruktive Ausgestaltung des insoweit schematisch beschriebenen doppelten Viergelenkgetriebes, d.h. der Spiegeljustiereinrichtung, kann entsprechend den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein. Diese zeigen einen Spiegelhalter l4, der einen hiilsenförmigen Ansatz, einen Tubus 9, besitzt, der über das Ende 3 des Entladungsgefäßes 1 geschoben ist und alt diese« verkittet oder verklebt
ist. Ia Spiegelhalter l4 sind zwei Schlitze 15, 15', in die die Lappen
17, 17* des Teiles l6 aus Federblech gesteckt werden und aittels Löten
oder Kleben befestigt sind. Die beiden anderen Lappen 18, l8* sind in
entsprechende Nuten 19, 19' ia Flansch 21 einer Spiegelfassung 20 gesteckt und ait dieser verlötet oder verklebt. Die Spiegelfassung 20
besteht aus ei»em Rohr 22 zur Aufnahme eines Spiegels 12, der aittels
Gewindering 24 ia Rohr gehalten wird. Aa Flansch 21 schließt sich ein Rohr 23 an, welches als Angriffsfläche für Justierschrauben 25, 26 dient, die
ait Gegenfedern zusaaaenwirken. Der Teil l6 bildet die senkrecht zueinander stehenden ebenen Vieryelenkgetriebe, deren geaeinsaae Koppel - wie
bereits gezeigt - durch die Spiegelfassung 2O gebildet wird. Da jeweils
Kurbel und Schwinge der Viergelenkgetriebe, also jeweils die einander gegenüberliegenden Lappen 17, 17* und 18, 18* einen relativ kleinen Winkel, z.B.
^. 7 » einschließen, wird der Moaentandrehpunkt der Koppel und daait der Spie-
J1JT gelfassung gegen oO verschoben, d.h. der Abstand zua Spiegel und daait der ,
Justierhebelara wird sehr groß. Auf diese Art ist- es möglich, den Spiegel
12 aittels der Justierschrauben 25, 26 ia kleinste Winkelbeträge zu verstellen. Das Teil l6, das bevorzugt - wie bereits erwähnt - ein Biegeteil aus Federblech ist, ist so ausgebildet, daß die Lappen ia eingespannten, d.h. verlöteten Zustand eine Vorspannung haben. Diese Vorspannung
wirkt als Gegenfederkraft für die Justierschrauben, wodurch eine zusätzliche Anordnung von Gegenfedern für die Justierschrauben 25, 26 auch veraieden werden kann. Der Spiegelhaiter ist aittels einer Abdeckhaube 27
staubdicht abgeschlossen.
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— ο —
In der Figur 1 ist nur ein Ende eines Gaslasers gezeigt, da das andere
Ende denselben Aufbau besitzt. Der einzige Unterschied besteht darin, daß der eine Spiegel, hier beispielsweise Spiegel 12, für die Laserstrahlung
teildurchlässig ist, der andere dagegen praktisch total reflektierend
ist· Die Abdeckhaube 27 ist am Ende mit dem total reflektierenden
Spiegel verschlossen, während sie auf der Austrittsseite eine kleine zentrale Öffnung zum Austritt der Laserstrahlen hat.
- Patentansprüche -
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Claims (1)
- PatentansprücheOptischer Sender oder Verstärker mit einem stimulierbaren Medium und Mitteln zur Anregung des stimulierbaren Mediums, nit einem optischen Resonator, welcher aus zwei oder mehreren Spiegeln besteht, von denen mindestens ein Spiegel mittels einer Vorrichtung räumlich verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum räumlichen Verstellen eines Resonatorspiegels um kleine Winkel aus in einem von Null ver- μschiedenen Winkel zueinander stehenden ebenen Viergelenkgetrieben besteht.2. Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Viergelenke senkrecht zueinander stehen.3· Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die den beiden Getrieben gemeinsame Koppel als Spiegelfassung(20) ausgebildet ist·4. Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kurbel und Schwinge der beiden in einem von Null verschiedenen Winkel zueinander stehenden Viergelenkgetriebe einen kleinen Winkel einschließen und damit der Momentandrehpunkt der Koppel von dieser sehr weit entfernt ist.5» Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Viergelenkgetriebe und damit die Spiegel (12) mittels Justierschrauben (25# 26) verstellbar sind.209 8 4 0/Ü8996. Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke der Viergelenkgetriebe als Federgelenke ausgebildet sind.7. Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem von Null verschiedenen Winkel zueinanderstehenden ebenen Viergelenkgetriebe aus einem Teil (l6), insbesondere aus Federblech, bestehen*8. Optischer Sender oder Verstärker gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen (17, 17', (l8, l8') des Teils (l6) vorgespannt sind.He/Kg.209840/0899Leerseite
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ID=5801783
Family Applications (1)
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- 1971-03-17 DE DE19712112755 patent/DE2112755A1/de active Pending
-
1972
- 1972-03-06 US US00232041A patent/US3764934A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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