CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -
Vereniging zonder winstoogmerk
à BRUXELLES, (Belgique) .
Dispositif de réglage de la position et de la direction
d'un faisceau laser.
La présente invention concerne un dispositif permettant de régler, de façon précise et stable, la position et la direction d'un faisceau laser.
On sait que dans de nombreux domaines de l'industrie, notamment en construction métallique et en construction mécanique, il est souvent nécessaire de disposer d'une direction de référence permettant l'alignement précis de pièces diverses.
En matière d'usinage de précision également, à l'aide d'un faisceau laser par exemple, il convient de pouvoir fixer avec précision la position et la direction du faisceau, afin de n'at-
<EMI ID=1.1>
La position et la direction du faisceau doivent bien entendu être réglables et le réglage aussi bien de la position que de la direction du faisceau, doit rester aussi stable que possible au cours du temps.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de remplir simplement les deux conditions de précision et de stabilité temporelle de la position et de la direction d'un faisceau laser.
A cet effet, le dispositif qui fait l'objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte :
a) un premier miroir plan recevant le faisceau laser initial et dont la position est réglable par translation; b) un deuxième miroir plan, recevant le faisceau réfléchi par le premier miroir plan, la position de ce deuxième miroir plan étant réglable par translation; c) un troisième miroir plan, recevant le faisceau réfléchi par le deuxième miroir plan, et dont la position angulaire est réglable par rotation autour de deux axes, de préférence orthogonaux, situés dans son plan.
Selon une première forme d'exécution du dispositif de l'invention, le premier et le deuxième miroirs plans sont chacun réglables, en position, par translation suivant une direction parallèle à celle de leur propre faisceau incident.
Selon une autre forme d'exécution du dispositif de l'invention, le premier et le deuxième miroirs plans sont chacun réglables, en position, par translation suivant une direction parallèle à celle de leur propre faisceau réfléchi. 1/ Il ne sortirait évidemment pas du cadre de la présente invention de combiner, en tout ou en partie, les deux formes d'exécution qui viennent d'être décrites et de conférer aux deux premiers miroirs plans des mouvements de translation résultant de cette combinaison.
En particulier, le premier et le deuxième miroirs plans peuvent être réglables, en position, par translation soit suivant des directions respectivement parallèles à celles du faisceau incident sur le premier miroir et du faisceau réfléchi par le deuxième miroir, soit suivant une direction parallèle à celle du faisceau réfléchi par le premier miroir plan et incident sur le deuxième miroir plan.
Grâce au dispositif de l'invention, il est possible, par simple translation d'au moins un des deux premiers miroirs plans, de déplacer, parallèlement à lui-même, le faisceau réfléchi par le second miroir plan.
Les deux premiers miroirs plans permettent donc de modifier la position du faisceau laser, par translation suivant deux directions quelconques.
Le troisième miroir plan, qui reçoit le faisceau réfléchi par
le deuxième miroir plan, permet de régler l'orientation du faisceau laser final, par simple rotation autour d'au moins un des deux axes de rotation dont il est pourvu.
Selon l'invention, la position du troisième miroir plan est également réglable par translation suivant au moins une direction.
Egalement selon l'invention, le deuxième et le troisième miroirs plans peuvent être remplacés par un seul miroir plan animé de mouvements de translation et de rotation.
Selon une variante particulièrement intéressante de réalisation du dispositif de l'invention, le premier et le second miroirs plans sont disposés de telle façon que :
a) le premier miroir plan reçoive le faisceau laser initial sous une incidence sensiblement égale à 45[deg.]; b) le second miroir plan soit sensiblement parallèle au faisceau laser initial et reçoive le faisceau laser, réfléchi par le premier miroir plan, sous une incidence sensiblement égale à
45[deg.].
Dans cette variante, les mouvements de translation du premier et du second miroir, suivant une direction parallèle soit à leur faisceau incident soit à leur faisceau réfléchi, permettent de modifier la position du faisceau laser par translation dans deux plans orthogonaux.
A titre de simple exemple, les figures jointes illustrent le mode de réalisation de cette variante intéressante du dispositif de l'invention.
La figure 1 montre, en élévation (a) et en plan (b) , la disposi- <EMI ID=2.1> La figure 2 illustre l'effet, sur la position et la direction du faisceau,des déplacements des miroirs selon leurs différents mouvements possibles; les vues en élévation (a) et en plan (b) sont présentées, dans chaque cas, de la même façon qu'à la figure 1 :
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
faisceau réfléchi : déport horizontal du faisceau ré-
<EMI ID=5.1>
faisceau incident : déport vertical du faisceau ré-
<EMI ID=6.1>
faisceau réfléchi : déport vertical du faisceau ré-
<EMI ID=7.1>
2.V. - rotation du miroir M3 en M- autour d'un axe horizontal:
rotation du faisceau réfléchi par M3 dans un plan vertical,
<EMI ID=8.1>
au plan initialement formé par ses faisceaux incident et réfléchi : rotation du faisceau réfléchi par M3 dans un plan oblique.
Les figures montrent clairement qu'il est possible, grâce au dispositif de l'invention, de modifier et dès lors dérégler la position et la direction d'un faisceau laser à partir d'un faisceau initial fixe en position et en direction.
Revendications.
1. Dispositif pour le réglage de la position et de la direction d'un faisceau laser, à partir d'un faisceau laser initial dont la position et la direction sont fixes, caractérisé en ce qu'il comporte :
a) un premier miroir plan recevant le faisceau laser initial et dont la position est réglable par translation; b) un deuxième miroir plan recevant le faisceau réfléchi par le dit premier miroir plan, la position de ce deuxième miroir plan étant réglable par translation; c) un troisième miroir plan, recevant le faisceau réfléchi par le dit deuxième miroir plan et dont la position angulaire
est réglable par rotation autour de deux axes, de préférence orthogonaux, situés dans son plan.
METALLURGICAL RESEARCH CENTER -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Nonprofit organization -
Vereniging zonder winstoogmerk
in BRUXELLES, (Belgium).
Position and direction adjustment device
of a laser beam.
The present invention relates to a device making it possible to regulate, in a precise and stable manner, the position and the direction of a laser beam.
It is known that in many fields of industry, in particular in metal construction and in mechanical construction, it is often necessary to have a reference direction allowing the precise alignment of various parts.
Also in precision machining, using a laser beam for example, it is necessary to be able to precisely fix the position and the direction of the beam, so as not to
<EMI ID = 1.1>
The position and direction of the beam must of course be adjustable and the adjustment of both the position and the direction of the beam must remain as stable as possible over time.
The present invention relates to a device for simply fulfilling the two conditions of precision and temporal stability of the position and direction of a laser beam.
To this end, the device which is the subject of the present invention is essentially characterized in that it comprises:
a) a first plane mirror receiving the initial laser beam and whose position is adjustable by translation; b) a second plane mirror, receiving the beam reflected by the first plane mirror, the position of this second plane mirror being adjustable by translation; c) a third plane mirror, receiving the beam reflected by the second plane mirror, and whose angular position is adjustable by rotation about two axes, preferably orthogonal, located in its plane.
According to a first embodiment of the device of the invention, the first and the second plane mirrors are each adjustable, in position, by translation in a direction parallel to that of their own incident beam.
According to another embodiment of the device of the invention, the first and second plane mirrors are each adjustable, in position, by translation in a direction parallel to that of their own reflected beam. 1 / It would obviously not be outside the scope of the present invention to combine, in whole or in part, the two embodiments which have just been described and to confer on the first two plane mirrors translational movements resulting from this combination .
In particular, the first and second plane mirrors can be adjustable, in position, by translation either in directions respectively parallel to those of the beam incident on the first mirror and of the beam reflected by the second mirror, or in a direction parallel to that of the beam reflected by the first plane mirror and incident on the second plane mirror.
Thanks to the device of the invention, it is possible, by simple translation of at least one of the first two plane mirrors, to move, parallel to itself, the beam reflected by the second plane mirror.
The first two plane mirrors therefore make it possible to modify the position of the laser beam, by translation in any two directions.
The third plane mirror, which receives the beam reflected by
the second plane mirror makes it possible to adjust the orientation of the final laser beam, by simple rotation around at least one of the two axes of rotation with which it is provided.
According to the invention, the position of the third plane mirror is also adjustable by translation in at least one direction.
Also according to the invention, the second and third plane mirrors can be replaced by a single plane mirror animated with translational and rotational movements.
According to a particularly advantageous variant embodiment of the device of the invention, the first and the second plane mirrors are arranged so that:
a) the first plane mirror receives the initial laser beam at an incidence substantially equal to 45 [deg.]; b) the second plane mirror is substantially parallel to the initial laser beam and receives the laser beam, reflected by the first plane mirror, at an incidence substantially equal to
45 [deg.].
In this variant, the translational movements of the first and of the second mirror, in a direction parallel either to their incident beam or to their reflected beam, make it possible to modify the position of the laser beam by translation in two orthogonal planes.
As a simple example, the attached figures illustrate the embodiment of this interesting variant of the device of the invention.
Figure 1 shows, in elevation (a) and in plan (b), the arrangement <EMI ID = 2.1> Figure 2 illustrates the effect, on the position and direction of the beam, of the displacements of the mirrors according to their different possible movements; the views in elevation (a) and in plan (b) are presented, in each case, in the same way as in Figure 1:
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
reflected beam: horizontal offset of the reflected beam
<EMI ID = 5.1>
incident beam: vertical offset of the reflected beam
<EMI ID = 6.1>
reflected beam: vertical offset of the reflected beam
<EMI ID = 7.1>
2.V. - rotation of the mirror M3 in M- around a horizontal axis:
rotation of the beam reflected by M3 in a vertical plane,
<EMI ID = 8.1>
to the plane initially formed by its incident and reflected beams: rotation of the beam reflected by M3 in an oblique plane.
The figures clearly show that it is possible, thanks to the device of the invention, to modify and therefore to deregulate the position and the direction of a laser beam from a fixed initial beam in position and in direction.
Claims.
1. Device for adjusting the position and direction of a laser beam, from an initial laser beam whose position and direction are fixed, characterized in that it comprises:
a) a first plane mirror receiving the initial laser beam and whose position is adjustable by translation; b) a second plane mirror receiving the beam reflected by said first plane mirror, the position of this second plane mirror being adjustable by translation; c) a third plane mirror, receiving the beam reflected by said second plane mirror and whose angular position
is adjustable by rotation around two axes, preferably orthogonal, located in its plane.