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Title:
FIXING AN OPTICS HOLDER, WHICH CAN BE ADJUSTED IN TWO DIRECTIONS IN SPACE, WITH AN ADHESIVE THAT SHRINKS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/013512
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention provides an optics arrangement having a base plate (3), which comprises a recess (13) with a wall (15) which has a bearing region (16), an optics holder (12) which holds an optical element (7) and has a lower face (18) which comprises a contact region, wherein the contact region and the bearing region (16) are designed such that, when there is contact between the contact region and bearing region (16), the optics holder (12) can be rotated through more than one direction in space for the purpose of setting a desired positioning, and wherein there is a hollow space (20) between the lower face (18) of the optics holder (12) and a base (14) of the recess (13), an adhesive which can harden being filled into said hollow space and serving to fix the optics holder (12), wherein shrinking takes place when the adhesive hardens, as a result of which the contact region is permanently pressed against the bearing region in order to fix the optics holder (12) with the desired positioning.

Inventors:
HEIDECKE THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/062070
Publication Date:
February 02, 2012
Filing Date:
July 14, 2011
Export Citation:
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Assignee:
JENOPTIK LASER GMBH (DE)
HEIDECKE THOMAS (DE)
International Classes:
H01S3/02; H01S3/086; H01S3/06; H01S3/081
Domestic Patent References:
WO2011040290A12011-04-07
Foreign References:
US20060280221A12006-12-14
DE3236915A11984-04-12
DE19805849A11999-09-02
Other References:
LU Y F ET AL: "Highly efficient Nd:GdVO4/BiBO laser at 456nm under direct 880nm diode laser pumping", OPTICS COMMUNICATIONS, NORTH-HOLLAND PUBLISHING CO. AMSTERDAM, NL, vol. 282, no. 24, 15 December 2009 (2009-12-15), pages 4793 - 4795, XP026718734, ISSN: 0030-4018, [retrieved on 20090930], DOI: 10.1016/J.OPTCOM.2009.09.045
Attorney, Agent or Firm:
GEYER, FEHNERS & PARTNER et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes, mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Optikhalters mit einer einen Kontaktbereich aufweisenden Unterseite und Bereitstellen einer Grundplatte mit einer Vertiefung, die eine einen Auflagebereich aufweisenden Wandung umfaßt, wobei Kontaktbereich und Auflagebereich so ausgebildet sind, daß der Optikhalter bei bestehendem Kontakt zwischen Kontakt- und Auflagebereich um mehr als eine Raumrichtung zum Einstellen einer gewünschten Positionierung drehbar ist, und ein Hohlraum zwischen der Unterseite des Optikhalters und einem Boden der Vertiefung vorliegt,

b) Fixieren eines optischen Elementes in dem Optikhalter,

c) Einfüllen eines aushärtbaren Klebemittels in den Hohlraum,

d) Aufsetzen des Optikhalters mit seinem Kontaktbereich auf den Auflagebereich der Vertiefung,

e) Einstellen der gewünschten Positionierung durch Drehen des auf dem Auflagebereich sitzenden Optikhalters, und

f) Fixieren des Optikhalters in der gewünschten Positionierung durch Aushärten des Klebemittels, wobei beim Aushärten ein Schrumpfen stattfindet, wodurch der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem im Schritt a) der Optikhalter und die Grundplatte so bereitgestellt werden, daß nach Durchführung des Schrittes f) die Fläche, in der der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt wird, kleiner ist als die vom Klebemittel benetzte Fläche der Unterseite des Optikhalters und/oder der Vertiefung.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem im Schritt f) das Klebemittel durch Beaufschlagen mit UV-Strahlung ausgehärtet wird. 4. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem im Schritt a) der Auflagebereich und/oder der Kontaktbereich segmentiert ausgebildet werden/wird.

5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem im Schritt a) der Optikhalter und die Grundplatte so bereitgestellt werden, daß der Optikhalter bei bestehendem Kontakt zwischen Kontaktbereich und Auflagebereich in genau drei Punkten auf dem Auflagebereich sitzt.

6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem im Schritt f) das Klebemittel thermisch ausgehärtet wird.

7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zwischen dem Kontakt- und dem Auflagebereich ein zweites Klebemittel angeordnet wird, das nach dem Schritt e) ausgehärtet wird.

8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der Auflagebereich als Fase der Vertiefung ausgebildet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Auflagebereich als Teil oder Teile einer Hohlkugel ausgebildet wird.

10. Optikanordnung mit

einer Grundplatte (3), die eine Vertiefung (13) mit einer einen Auflagebereich (1 6) aufweisenden Wandung (15) umfaßt,

einem Optikhalter (12), der ein optisches Element (7) haltert und eine Unterseite (17) mit einem Kontaktbereich aufweist, wobei der Kontaktbereich und der Auflagebereich (16) so ausgebildet sind, daß der Optikhalter (12) bei bestehendem Kontakt zwischen Kontakt- und Auflagebereich (16) um mehr als eine Raumrichtung zum Einstellen einer gewünschten Positionierung drehbar ist,

und wobei zwischen der Unterseite (18) des Optikhalters (12) und einem Boden (14) der Vertiefung (13) ein Hohlraum (20) vorliegt, in dem ein aushärtbares Klebemittel eingefüllt ist, das zur Fixierung des Optikhalters (12) dient, wobei beim Aushärten des Klebemittels ein Schrumpfen stattfindet, wodurch zur Fixierung des Optikhalters (12) in der gewünschten Positionierung der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt ist.

1 1 . Optikanordnung nach Anspruch 10, bei der die Fläche, in der der Kontaktbereich gegen den Auflagebereich gedrückt ist, kleiner ist als die durch das Klebemittel benetzte Fläche der Unterseite des Optikhalters und/oder der Vertiefung.

12. Optikanordnung nach Anspruch 10 oder 1 1 , bei der die Vertiefung (13) neben dem Auflagebereich (1 6) frei von weiteren Führungselementen für den Optikhalter (12) ist.

13. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Vertiefung (13) als Sackloch ausgebildet ist. 14. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , bei der der Auflagebereich (16) als Fase der Vertiefung (13) ausgebildet ist.

15. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der der Auflagebereich (16) als Teil oder Teile einer Hohlkugel ausgebildet ist.

16. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei der der Kontaktbereich in genau drei Punkten auf dem Auflagebereich (16) sitzt.

17. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der der Kontaktbereich kugelförmig oder als ein oder mehrere Teile einer Kugel ausgebildet ist.

18. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 1 7, bei der das gehalterte optische Element (7) eine Vorderseite (19) aufweist und der Drehpunkt für die Drehung in allen drei Raumrichtungen in der Vorderseite (19) des optischen Elementes (7) liegt.

19. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei der der Optikhalter (12) fixiert ist, insbesondere justagefrei fixiert ist.

20. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 1 0 bis 19, bei der auf der Grundplatte (3) noch weitere optische Elemente (4, 8, 9, 10, 1 1 ) positioniert sind.

21 . Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, bei der die Optikanordnung (1 ) als Laser (2) ausgebildet ist. 22. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 21 , bei der Auflagebereich (16) und/oder der Kontaktbereich segmentiert ausgebildet ist/sind.

Description:
FIXIEREN EINES IN ZWEI RAUMRICHTUNGEN JUSTIERBAREN

OPTIKHALTERS MIT EINEM SCHRUMPFENDEN KLEBER

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes und eine Optikanordnung mit einem Optikhalter, der ein optisches Element haltert.

Bei Optikanordnungen, wie zum Beispiel einem Laser, ist es häufig erforderlich, ein optisches Element (wie zum Beispiel einen Spiegel) zu justieren. Dazu werden Optikhalter verwendet, die feinwerktechnisch aufwendig herzustellen sind. Beispielsweise weisen sie zumindest zwei gegeneinander bewegbare Elemente mit Justierschrauben auf, um die gewünschte Positionierung einstellen zu können.

Solche Optikhalter sind groß, schwer und teuer in der Herstellung. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes bereitzustellen, mit dem kostengünstig eine dauerhafte Justierung mit hoher Genauigkeit möglich ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes, mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Optikhalters mit einer einen Kontaktbereich aufweisenden Unterseite und Bereitstellen einer Grundplatte mit einer Vertiefung, die eine einen Auflagebereich aufweisenden Wandung umfaßt, wobei Kontaktbereich und Auflagebereich so ausgebildet sind, daß der Optikhalter bei bestehendem Kontakt zwischen Kontakt- und Auflagebereich um mehr als eine Raumrichtung (insbesondere um alle drei

Raumrichtungen) zum Einstellen einer gewünschten oder vorbestimmten Positionierung drehbar ist und ein Hohlraum (bzw. Zwischenraum) zwischen der Unterseite des Optikhalters und einem Boden der Vertiefung vorliegt,

b) Fixieren eines optischen Elementes in dem Optikhalter,

c) Einfüllen eines aushärtbaren Klebemittels in den Hohlraum. d) Aufsetzen des Optikhalters mit seinem Kontaktbereich auf den Auflagebereich der Vertiefung,

e) Einstellen der vorbestimmten Positionierung durch Drehen des auf dem Auflagebereich sitzenden Optikhalters, und

f) Fixieren des Optikhalters in der vorbestimmten Positionierung durch Aushärten des Klebemittels, wobei beim Aushärten ein Schrumpfen stattfindet, wodurch der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt wird.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, in einfachster Art und Weise die gewünschte Justierung zu erzielen und dauerhaft aufrecht zu erhalten.

Aufgrund des Schrittes f) entsteht neben der formschlüssigen Verbindung, die durch das Klebemittel bzw. den Klebstoff selbst gebildet wird, zusätzlich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktbereich und dem Auflagebereich. Dies führt z.B. zu dem Vorteil, daß beim Aushärten des Klebemittels der Optikhalter sofort durch den genannten Kraftschluß in seiner Position fixiert wird, und zwar auch dann, wenn das Klebemittel einen über das Klebemittelvolumen inhomogenen Schrumpf aufweist. Dadurch wird eine Dejustage, die beim Aushärten des Klebemittels bei bekannten Verfahren auftritt, vermieden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß beim Nachhärten des Klebers, das innerhalb von Minuten bis Monaten nach dem Aushärten auftritt, der Optikhalter dauerhaft durch den Kraftschluß in seiner Position fixiert wird, und zwar auch dann, wenn das Klebemittel beim Nachhärten einen über das Klebemittelvolumen inhomogenen Schrumpf aufweist. Dadurch wird eine allmähliche Dejustage, die beim Nachhärten eines Klebemittels bei bekannten Verfahren auftritt, vermieden.

Ferner ist vorteilhaft, daß die Position des optischen Elementes nicht von dem konkreten Betrag des Volumenschrumpfes des Klebemittels abhängt, wobei der Volumenschrumpf einiger Klebemittel schlecht reproduzierbar ist. Dadurch ist zwar die Kraft, die den Kraftschluß bewirkt, bei Einsatz eines solchen Klebemittels nicht sehr gut reproduzierbar. Dies hat jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine negativen Auswirkungen auf die Langzeitstabilität der Justageposition.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beginnt in vorteilhafter Weise somit der Kraftschluß schon beim Aushärten und ist im Gegensatz zu bekannten Klebeverfahren permanent. Dadurch kann keine plötzliche Dejustage auftreten, weder beim Abnehmen z.B. eines Justagehalters vom Optikhalter, noch bei später auftretenden mechanischen Erschütterungen. Durch den Hohlraum wird sichergestellt, daß der Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Optikhalters und der Grundplatte minimiert werden kann. Der Flächenkontakt kann somit so gering wie möglich sein. Dies ist von Vorteil, da dadurch die Kraft, welche die kraftschlüssige Verbindung bewirkt, auf eine geringe Fläche einwirkt. Dadurch entsteht ein hoher Anpreßdruck, so daß der Kraftschluß sehr stabil ist.

Erfindungsgemäß kann die Fläche, auf der der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt wird, kleiner gewählt werden als die Fläche, auf der das Klebemittel die Unterseite des Kontaktbereiches des Optikhalters oder die Fläche in der Vertiefung (insbesondere ihre Grundfläche) benetzt. Hierunter wird insbesondere verstanden, daß die Fläche, in der der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt wird, um zumindest den Faktor 3 oder um zumindest eine Größenordnung (z.B. Faktor 10, 100, 1000, etc.) kleiner ist als die mit dem Klebemittel benetzte Fläche an der Unterseite des Optikhalters bzw. der Vertiefung. Dadurch ist der Anpreßdruck im Auflagebereich wesentlich größer als die pro Fläche wirkende Zugkraft an den Grenzflächen des Klebemittels und des Optikhalters bzw. der Vertiefung. Somit kann es nicht zum Abriß des Klebers von einer Fläche kommen und trotzdem wird ein hoher Anpreßdruck im Auflagebereich erreicht.

Als Klebemittel kann insbesondere ein mittels UV-Strahlung und/oder ein wärmeaushärtbarer Kleber verwendet werden.

So kann im Schritt f) das Klebemittel durch Beaufschlagen mit UV-Strahlung ausgehärtet werden. Insbesondere kann im Schritt f) die UV-Strahlung durch eine sich bis zum Hohlraum erstreckende Öffnung auf das Klebemittel gerichtet werden.

Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt a) der Optikhalter und die Grundplatte so bereitgestellt werden, daß der Auflagebereich und/oder der Kontaktbereich segmentiert ausgebildet werden/wird. So kann z.B. der Kontaktbereich drei Segmente aufweisen, die auf dem Auflagebereich sitzen. Damit kann eine statisch bestmöglich bestimmte 3-Punkt-Auflage realisiert werden.

Durch die segmentierte Ausbildung des Auflagebereiches und/oder des Kontaktbereiches kann eine sich bis zum Hohlraum erstreckende Öffnung bereitgestellt werden. Diese Öffnung kann z.B. im Schritt f) dazu genutzt werden, um durch diese Öffnung das Klebemittel mit UV- Strahlung zu beaufschlagen. Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt f) das Klebemittel thermisch ausgehärtet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das aushärtbare Klebemittel so in den Hohlraum eingefüllt werden, daß es sowohl mit der Unterseite des Optikhalters (aber nicht mit dem Kontaktbereich der Unterseite) und der Vertiefung (aber nicht mit dem Auflagebereich der Vertiefung) im Kontakt steht, so daß bei einem Aushärten die gewünschte Fixierung der vorbestimmten Positionierung des Optikhalters erzielt wird. Ferner kann zusätzlich zwischen dem Kontakt- und dem Auflagebereich ein zweites Klebemittel angeordnet werden, das nach dem Schritt e) ausgehärtet wird. Damit wird eine weitere Verbesserung der Fixierung des Optikhalters erzielt.

Bei dem Verfahren kann im Schritt a) der Auflagebereich als Fase der Vertiefung ausgebildet werden. Die Fase kann sehr klein sein, um die mechanische Kontaktfläche zu minimieren, es ist sogar eine scharfe Kante möglich. Die Auflage ist dann z.B. entweder streifen- oder linienförmig.

Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt a) der Auflagebereich als Teil einer Hohlkugel ausgebildet werden. Damit wird erreicht, daß bei bestehendem Kontakt zwischen Kontakt- und Auflagebereich der Optikhalter um mehr als eine Raumrichtung zum Einstellen der gewünschten Positionierung drehbar ist.

Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Kontaktbereich kugelförmig oder als Teil oder Teile einer Kugel ausgebildet sein.

Zusätzlich zu dem Fixieren im Schritt f) durch das Aushärten des Klebemittels kann eine weitere Fixierung durch Löten und/oder Schweißen (wie z.B. Punktschweißen oder Punktlaserschweißen) durchgeführt werden.

Bevorzugt wird das optische Element in dem Optikhalter fixiert, bevor der Optikhalter mit seinem Kontaktbereich auf dem Auflagebereich der Vertiefung gesetzt wird.

Zur Einstellung der vorbestimmten Positionierung gemäß Schritt d) kann ein Werkzeug (beispielsweise ein zangenartiges Werkzeug) verwendet werden.

Die Vertiefung in der Grundplatte kann insbesondere durch Fräsen hergestellt werden. Ferner wird eine Optikanordnung mit einer Grundplatte, die eine Vertiefung mit einer einen Auflagebereich aufweisenden Wandung umfaßt, und einem Optikhalter, der ein optisches Element haltert und eine Unterseite mit einem Kontaktbereich aufweist, bereitgestellt, wobei der Kontaktbereich und der Auflagebereich so ausgebildet sind, daß der Optikhalter bei bestehendem Kontakt zwischen Kontakt- und Auflagebereich um mehr als eine Raumrichtung (insbesondere um alle drei Raumrichtungen) zum Einstellen einer vorbestimmten Positionierung drehbar ist, und wobei zwischen der Unterseite des Optikhalters und einem Boden der Vertiefung ein Hohlraum (bzw. Zwischenraum) vorliegt, in dem ein aushärtbares Klebemittel eingefüllt ist, das zur Fixierung des Optikhalters dient, wobei beim Aushärten des Klebemittels ein Schrumpfen stattfindet, wodurch zur Fixierung des Optikhalters in der gewünschten Positionierung der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt ist.

Durch diese Art der Fixierung können die gleichen Vorteile erreicht werden, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.

Durch den Hohlraum wird sichergestellt, daß der Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Optikhalters und der Grundplatte minimiert werden kann. Der Flächenkontakt ist somit so gering wie möglich. Dies ist von Vorteil, da dadurch die Kraft, welche die kraftschlüssige Verbindung bewirkt, auf eine geringere Fläche einwirkt. Es können die gleichen Vorteile erreicht werden, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.

Durch das beim Aushärten des Klebemittels auftretende Schrumpfen wird der Kontaktbereich dauerhaft gegen den Auflagebereich gedrückt, was eine ausgezeichnete Fixierung gewährleistet.

Die Optikanordnung kann äußerst kompakt ausgebildet werden, da der Optikhalter selbst sehr kompakt ist. So sind keine Justierschrauben notwendig. Auch ist ein mehrteiliger Aufbau des Optikhalters nicht notwendig. Insbesondere kann die Vertiefung neben dem Auflagebereich frei von weiteren Führungselementen für den Optikhalter sein. Damit ist es leicht möglich, die Vertiefung herzustellen. So kann die Vertiefung beispielsweise in die Grundplatte gefräst sein.

Die Vertiefung kann insbesondere als Sackloch ausgebildet sein. Dies ist einfach und kostengünstig mit der gewünschten Genauigkeit herzustellen.

Der Auflagebereich kann als Fase der Vertiefung ausgebildet sein. Damit wird der gewünschte geringe Flächenkontakt bei gleichzeitiger Möglichkeit der Positionierung bereitgestellt. Der Auflagebereich kann beispielsweise hohlkugelförmig oder als Teil oder Teile einer Hohlkugel ausgebildet sein. Ferner kann der Kontaktbereich so ausgebildet sein, das er in genau drei Punkten auf dem Auflagebereich sitzt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß die Unterseite des Optikhalters flach und dreieckig ausgebildet ist. Mit der Drei-Punkt-Auflage wird eine statisch bestmöglich bestimmte Auflage realisiert. Ferner kann der Kontaktbereich kugelförmig oder als Teil oder Teile einer Kugel ausgebildet sein. Dies läßt sich leicht mit der gewünschten Genauigkeit herstellen.

Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Optikanordnung der Optikhalter fixiert, z. B. justagefrei fixiert sein. Somit sind nach der Fixierung keine weiteren Justierschritte notwendig, wobei die eingestellte Positionierung dauerhaft beibehalten wird.

Die Fixierung kann beispielsweise durch Löten oder Schweißen (z.B. Punktschweißen oder Punktlaserschweißen) weiter verbessert werden. Die Optikanordnung weist bevorzugt noch weitere optische Elemente auf, die auf der Grundplatte positioniert sind. Die weiteren optischen Elemente können zusammen mit dem optischen Element, das in dem Optikhalter gehaltert ist, der in der vorbestimmten Positionierung fixiert ist, eine optische Anordnung bilden, bei der die Elemente zusammenwirken. Insbesondere kann die Optikanordnung als Laser ausgebildet sein.

Der Optikhalter kann aus einem metallischen Material hergestellt sein. Insbesondere kann er aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einem Kompositwerkstoff hergestellt sein. Gleiches gilt für die Grundplatte.

Der Auflagebereich kann als zusammenhängende bzw. durchgehende Fläche oder segmentiert bzw. abgesetzt ausgebildet sein. Wenn der Auflagebereich segmentiert ausgebildet ist, weist er bevorzugt mehrere nicht zusammenhängende Flächenabschnitte auf. In gleicher Weise wie der Auflagebereich kann der Kontaktbereich als durchgehende Fläche oder segmentiert ausgebildet sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Vertiefung gemäß der erfindungsgemäßen Optikanordnung (einschließlich sämtlicher Weiterbildungen) ausgebildet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann so weitergebildet werden, daß die erfindungsgemäße Optikanordnung bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann das Verfahren so weitergebildet werden, daß auch die Weiterbildungen der Optikanordnung bereitgestellt werden können.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikanordnung;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Schnittansicht eines in Figur 1 verwendeten Optikhalters;

Fig. 3 eine schematische Perspektivdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikanordnung, und

Fig. 4 eine schematische Perspektivdarstellung einer Abwandlung der Optikanordnung gemäß Figur 3.

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Optikanordnung 1 als Laser 2 ausgebildet, der eine Grundplatte 3 aufweist, auf der die nachfolgend beschriebenen Optikelemente positioniert und soweit nötig, auch fixiert sind.

Der Laser 2 umfaßt ein aktives Medium 4 in Scheibenform, dessen Rückseite verspiegelt ist, so daß es gleichzeitig als Resonatorspiegel dient. Zum Pumpen des aktiven Mediums 4 ist eine Diodenlaserstrahlquelle 5 vorgesehen, die Pumpstrahlung 6 abgibt.

Der Resonator des Lasers 2 ist hier gefaltet ausgebildet, wobei zur Faltung zwei Spiegel 7, 8 vorgesehen sind und der Spiegel 8 gleichzeitig als Auskoppelspiegel dient. Ferner weist der Resonator noch einen Spiegel 9 auf, der auch als Endspiegel 9 bezeichnet werden kann. Zwischen den Spiegeln 8 und 9 ist ein Verdopplerkristall 10 angeordnet, der zur gewünschten Frequenzverdoppelung der erzeugten Laserstrahlung dient.

Ferner weist der Laser 2 noch eine Linse 1 1 auf, die zur Strahlformung der ausgekoppelten Laserstrahlung vorgesehen ist. Bei der erfindungsgemäßen Optikanordnung 1 ist der Spiegel 7 in einem Optikhalter 12 gehaltert und mittels diesem hochgenau positioniert, wie nachfolgend in Verbindung mit Figur 2 beschrieben ist, in der eine vergrößerte Schnittansicht des Optikhalters 12 samt Spiegel 7 gezeigt ist.

Wie der Darstellung in Figur 2 zu entnehmen ist, weist die Grundplatte 3 eine zylindrische Sackbohrung 13 mit einem Boden 14 und einer Wandung 15 auf, wobei die Wandung 15 eine Fase 16 umfaßt. Die Fase 16 dient als Auflagebereich bzw. Lagerbereich für den Optikhalter 12.

Der Optikhalter 12 weist hier eine im Wesentlichen zylindrische Grundform mit einer Durchgangsbohrung 17 auf, in der der Spiegel 7 fixiert ist. Die Unterseite 18 des Optikhalters 12 ist kugelförmig ausgebildet und sitzt auf der Fase 16, die einen Auflagebereich der Sackbohrung 13 bildet. Die kugelförmigen Fläche der Unterseite 18 des Optikhalters 12 ist bevorzugt auf den Radius der Fase angepaßt und kann, muß aber nicht, abgesetzt ausgeführt werden. Insbesondere können die Fase 16 konkav gekrümmt und die Unterseite 18 konvex gekrümmt (oder umgekehrt) ausgebildet sein. In dieser Art und Weise ist der Optikhalter 12 gelagert und kann um alle drei Raumachsen (x-, y- und z-Achse) gedreht werden, wobei der Drehpunkt durch den Krümmungsradius der kugelförmig ausgebildeten Unterseite 18 bestimmt ist. Bevorzugt ist der Drehpunkt so gewählt, daß er auf der Spiegelfläche 19 des Spiegels 7 liegt. Ferner kann er in die optische Achse des Resonatoraufbaus gelegt werden.

Die Fase kann, muß aber nicht, als abgesetzte Fase ausgeführt werden. Wenn die Fase 16 abgesetzt ausgebildet ist, sind die Abschnitte der Wandung 15, die neben den als Fase 1 6 ausgebildeten Abschnitten liegen, natürlich so ausgebildet, daß sie nicht in Kontakt stehen mit der Unterseite 1 8 des aufgesetzten Optikhalters 12. Diese Abschnitte können z. B. als zurückspringende Abschnitte ausgebildet sein, so daß die Unterseite 18 nur auf den die Fase 16 bildenden Abschnitten der Wandung 15 sitzt.

Um nun den Spiegel 7 zu positionieren, kann mit einem externen Werkzeug (nicht gezeigt), das beispielsweise zangenartig ausgebildet sein kann, der auf dem Auflagebereich sitzende Optikhalter 12 so um die drei Achsen gedreht werden, daß die vorbestimmte Positionierung des Spiegels 7 erreicht wird. Wenn die vorbestimmte Positionierung erreicht wird, wird der Optikhalter 12 in dieser Positionierung bzw. Stellung fixiert, so daß eine unerwünschte Dejustage sicher vermieden werden kann. Die Fixierung wird mittels einer Klebeverbindung realisiert. So kann beispielsweise in dem Hohlraum 20 zwischen der Unterseite 18 des Optikhalters 12 und dem Boden 14 der Sackbohrung 13 ein Klebstoff eingefüllt sein, der bei Vorliegen der vorbestimmten Positionierung ausgehärtet wird. Das dabei üblicherweise auftretende Schrumpfen des Klebstoffes führt in vorteilhafter Weise dazu, daß aufgrund der auftretenden Zugkraft die Unterseite 18 des Optikhalters 12 gegen die Fase 16 der Sackbohrung 13 dauerhaft gedrückt wird. Dadurch entsteht neben der formschlüssigen Verbindung, die durch den Klebstoff selbst gebildet wird, zusätzlich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Auflagebereich der Unterseite des Optikhalters und der Fase der Sackbohrung. Dies gewährleistet eine dauerhaft dejustagefreie Fixierung des Optikhalters 12. Zusätzlich kann durch Löten oder Punktschweißen bzw. Punktlaserschweißen eine Verbesserung der Fixierung realisiert werden. Dabei wird z.B. im Bereich der Fase 15 die Lötung oder das Schweißen durchgeführt. Ferner ist die Größe der Kontaktfläche zwischen der Unterseite 17 des Optikhalters 12 und der Grundplatte 3 äußerst gering, so daß eine gute thermische Trennung von Spiegel 7 und Grundplatte 3 vorliegt, was für den Betrieb des Lasers 2 ebenfalls von Vorteil ist.

Insgesamt ist der erfindungsgemäße Optikhalter 12 äußerst kompakt (geringe Abmessung im Vergleich zu bisher bekannten Optikhaltern, die justierbar sind) und kann mit geringen Kosten hergestellt werden.

Natürlich kann nicht nur der Spiegel 7 des Lasers 2 mittels des beschriebenen Optikhalters 12 justiert werden. Auch andere Elemente des Lasers 2 können in gleicher Weise justiert werden, wie zum Beispiel das aktive Medium 4, die anderen Spiegel 8 und 9, der Verdopplerkristall 10, die Diodenlaserstrahlquelle 5 sowie die Linse 1 1 .

In Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform des Optikhalters 12 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der Optikhalter 12 als gerades Prisma mit einem Dreieck als Grundfläche bzw. Unterseite 18 ausgebildet, so daß der Kontaktbereich des Optikhalters 12 durch die drei Ecken 21 , 22 (in Figur sind nur zwei der drei Ecken sichtbar) der Unterseite 18 gebildet ist. Die drei Ecken weisen eine Fase auf, die dem Radius der Fase 1 6 entspricht

Der Spiegel 7 ist in gleicher Weise wie bei dem Optikhalter 12 von Fig. 2 in der Durchgangsbohrung 17 des Optikhalters fixiert.

Die Vertiefung 13 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 in gleiche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 ausgeführt. Es ist eine zylinderförmige Vertiefung 13 in die Grundplatte 3 gefräst, die einen Boden 14 und eine Wandung 15 aufweist, wobei die Wandung abgefast ist, so daß eine Fase 16 vorliegt, auf der die drei Ecken 21 , 22 aufliegen. In einer nicht gezeigten Abwandlung kann sich die Fase 16 bis zum Boden 14 erstrecken. Somit wird eine Dreipunktauflage verwirklicht, wodurch eine statisch bestmöglich bestimmte Auflage vorliegt. Auch bei der Ausführungsform von Figur 3 kann der Optikhalter 12 um alle drei Raumrichtungen (x-, y- und z-Richtung) gedreht werden, um die vorbestimmte Positionierung zu erreichen. Sobald die vorbestimmte Positionierung erreicht ist, kann der Optikhalter 12 wiederum fixiert werden.

Nachdem bei dieser Ausführungsform der Bereich zwischen der Unterseite 18 des Optikhalters 12 und dem Boden 14 der Vertiefung 13 einsehbar ist, kann zum Beispiel ein UV-Kleber zur Fixierung verwendet werden. Ein solcher UV-Kleber wird mit UV-Strahlung ausgehärtet. Natürlich kann bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 auch eine zusätzliche Fixierung mittels Löten oder Punktschweißen (insbesondere Punktlaserschweißen) verwirklicht werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist der Auflagebereich durch die Fase 16 ausgebildet. Natürlich sind auch andere Formen der Sackbohrung 13 möglich.

In Figur 4 ist eine Abwandlung gezeigt, bei der die Sackbohrung 13 hohlkugelförmig ausgebildet ist. Auch bei dieser Ausführungsform liegt die im Zusammenhang mit Figur 3 beschriebene Dreipunktauflage vor, so daß wieder um eine ausgezeichnete Positionierung erreichbar ist. Die Fixierung der gewünschten Position des Optikhalters 12 durch Aushärten des Klebers wird in gleicher Weise wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt.

Zusätzlich zu der Fixierung mittels dem aushärtbaren Kleber im Hohlraum 20 zwischen der Unterseite 18 des Optikhalters 12 und dem Boden 14 der Sackbohrung 13 kann auch zwischen dem Auflage- und Kontaktbereich ein aushärtbarer Kleber angeordnet sein, der zu einer weiteren Verbesserung der dauerhaften Fixierung führt, wenn er nach Einstellung der gewünschten Positionierung des Optikhalters 12 ausgehärtet wird. Die Aushärtung kann z.B. mittels UV-Strahlung oder thermisch durchgeführt werden.