DE2813427C3 - Verfahren zur Justierung eines optischen Elements eines Gasentladungslasers und Gasentladungslaser mit einem durch dieses Verfahren justierten optischen Element - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Justierung eines Spiegels oder ein<*s Abschlußfensters eines Gasentladungslasers mit einem Laserrohr, bei dem der Spiegel bzw. das Fenster, die an einem Ende eines an dem Laserrohr befestigten rohrförmigen Metallträgers angebracht sind, durch mechanische Verformung des Trägers eingestellt wird.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Gasentladungslaser mit einem optischen Element, der durch dieses Verfahren justiert ist.

Aus der DE-OS 2042 350 ist bereits ein derartiges Justierverfahren bei einem Gasentladungslaser bekannt. Das Laserrohr ist dabei an einem Ende mit einem Spiegel bzw. ein Fenster tragenden, rohrförmigen Metallträger aus Kupfer mit einer teilweise verjüngten Wandstärke verbunden, der einen Justierbalg darstellt. Mit Hilfe eines Schraubenziehers, der in eine rundumlaufende Nut des Justierbalgs eingesetzt wird, können der Spiegel bzw. das Fenster relativ zur Längsachse des Laserrohrs verkippt werden.

Weiterhin sind ein derartiges Verfahren bzw. ein derartiger Gasentladungslaser aus der offcngelegten niederländischen Patentanmeldung 75 15 006 bekannt, nach der der Träger an einer Metallplatte fixiert ist, die mit einer auf der Achse des rohrförmigen Trägers liegenden Öffnung versehen ist und die ein Ende des Entladungskolbens abschließt. Der Träger enthält eine Zone mit einer geringeren Wandstärke, die durch das Einsetzen eines Werkzeuges von außen her konstant plastisch verformt werden kann.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige plastisch verformbare Spiegelfassung sind auch in der US-PS 38 26 998 beschrieben. Die Justierung erfolgt mittels eines Werkzeuges, /. B. eines Schraubenziehers, der in einen Schlitz in dem Träger, welcher Schlitz eine schwache verformbare Stelle bildet, eingeführt wird, wobei der Träger derart gekippt wird, daß der Laserspiegel nach Zurückfederung eingestellt ist Eine derartige Justierung ist schwierig, weil nach der Verformung, wenn das Kippmoment (der Schraubenzieher) entfernt wird, der Träger teilweise zurückfedert. Die Kippbewegung, die erforderlich ist, um nach Zurückfederung die gewünschte Endlage zu erreichen, ist derart groß, daß der Laserhohlraumresonator bei dieser Kippbewegung völlig verstimmt sein wird.

to Außerdem stellt sich heraus, daß asymmetrische Spannungen in dem auf diese Weise verformten Material zurückbleiben, die während der Lebensdauer zu einer Verstimmung des Gasentladungslasers führen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zur

Η justierung eines optischen Elements eines Lasers anzugeben, bei dem keine Zurückfederung aus der eingestellten Richtung stattfindet und das optische Element in seiner eingestellten Lage bleibt und keine Spannungen in dem verformten Material zurückbleiben, die zu einer Verstimmung führen können, sowie einen nach diesem Verfahren justierten Laser zu schaffen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Rohrstück des rohrförmigen Metallträgers während oder nach der Einstellung durch Verformung des Rohrstücks in der eingestellten Richtung gehalten wird und über den ganzen Umfang bis jenseits der Flieügrenze des Metalls, aus dem das Rohrstück besteht, in der Richtung der Längsachse des Lasers gezogen wird.

jo Dadurch, daß das Metall des ganzen Rohrumfangs bis jenseits der Fließgrenze gezogen wird, federt der Träger mit dem optischen Element nicht mehr aus der eingestellten Richtung zurück. Der Träger federt wohl in der Richtung zurück, die der Richtung, in der gezogen ist, entgegengesetz ist, und diese Richtung fällt nahezu mit der Richtung der Längsachse des Lasers zusammen. Außerdem sind nach Durchführung dieses Justierverfahrens keine Spannungen mehr im Material vorhanden, die nachher zu einer Verstimmung ies Lasers führen könnten.

Vorzugsweise wird der Träger oder wenigstens das Rohrstück aus einem duktilen Metall, vorzugsweise aus Kupfer oder Nickel, hergestellt.
Das Rohrstück weist vorzugsweise eine geringere Wandstärke als der verbleibende Teil des Trägers auf, weil es dadurch leicht bis jenseits der Fließgrenze gezogen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend im Vergleich zum Stand der Technik an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch im Schnitt einen Träger nach dem Stand der Technik,

F i g. 2 und 3 schematisch eine nähere Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung, und

F i g. 4 und 5 eine weitere Möglichkeit zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. I zeigt ein Ende eines Gaslaserrohres nach der US-PS 38 26 998. Das Quarzrohr 1 ist mit einem Metallträger 2 für den Laserspiegel 3 versehen, der mit einem Mehrschichtenspiegel 7 versehen ist. Der Träger 2 ist mit einer Einschnürung 4 versehen, die einen verformbaren Teil bildet. Der Laserspiegel 3 ist mittels z. B. eines Klebers, eines Lötglases oder eines Emails an dem Träger befestigt.

b5 Der Spiegel 3 wurde bisher dadurch justiert, daß ζ. Β. ein Schraubenzieher auf einer Seite in die Einschnürung 4 eingeführt wird, wonach die Einschnürung 4 mechanisch verformt wird, wobei der Teil 5 des Trägers

2 gekippt wird. Während der Justierung kann die abgegebene Laserleistung optimiert werden. Auch ist eine Justierung mit Hilfe eines Lichtstrahls, vorzugsweise eines Lichtstrahls eines anderen Lasers, möglich, den man durch den einzustellenden Laser in Richtung seiner optischen Achse hindurchtreten läßt. Diese obenbeschriebenen Justierverfahren sind jedoch umständlich. Die Einführung eines Schraubenziehers in den Teil A der Einschnürung 4 wird nämlich nur in diesem Teil A eine plastische Verformung des Materials des Trägers ι ο herbeiführen.

Im Teil B wird das Material nur elastisch verformt werden. Dies äußert sich in der Zurückfederung des Teiles 5 aus der eingestellten Richtung des Trägers nach der Kippbewegung. Eine Kippbewegung bis zum Erreichen der maximal abgegebenen Leistung des Lasers ist also nicht genügend, weil durch die elastische Verformung der Teil wieder zurückfedert und dann die maximal abgegebene Leistung nicht mehr erreicht wird.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Fig. 2 zeigt {übertrieben} einen nichtjustierten LaserspiegeL Der Träger 2 ist mit einem rohrförmigen Stück 6 versehen, das aus Kupfer besteht und das mit dem Träger 2 bzw. dem Trägerteil 5 verlötet ist (Lötstellen 8). Statt den Teil 5 des Trägers 2 nur zu kippen, wird das Rohrstück 6 während oder nach der Kippbewegung (der Einstellung) als ganzes bis jenseits der Fließgrenze von Kupfer gezogen. Das Ergebnis ist in Fig.3 dargestellt. Das Rohrstück 6 ist durch das Ziehen länger und auch etwas dünner geworden. Infolge der Tatsache, daß er wahrend oder nach der Kippbewegung bis jenseits der Fließgrenze gezogen ist. federt der Teil 5 des Trägers nicht mehr (wenigstens nicht mehr aus der eingestellten Richtung) zurück und sind nach der Justierung keine Spannungen mehr in dem Material des Trägers vorhanden.

Dieses Justierverfahren kann selbstverständlich auch bei koaxialen Lasern verwendet werden, wie sie in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 75 15 006 beschrieben sind, nach der der Träger nicht an dem Laserrohr, sondern an einer Metallplatte befestigt ist. Nach dem Stand der Technik ist die Formgebung des Trägers von wesentlicher Bedeutung, um die Kippbewegung zu ermöglichen.

Auch andere optische Elemente in einem Laser, wie Brewsterfenster, können durch das erfindungsgemäße Verfahren justiert werden.

In F i g. 4 ist ein nichtjustiertes Laserende dargestellt, wobei der Träger 2 völlig aus Kupfer hergestellt ist Das rohrförmige Stück 9 weist aber in diesem Falle eine geringere Wandstärke als der verbleibende Teil des Trägers 2 auf und kann daher leicht bis jenseits der Fließgrenze gezogen und justiert werden.

F i g. 5 zeigt den justierten Zustand. Das duktile rohrförmige Stück 9 ist etwas länger und dünner geworden. Nach dem Einstell- und Ziehvorgang federt der Teil 5 nur in der Richtung der Längsachse des Lasers zurück. Der eingestellte Winkel bleibt erhalten und in dem Material sind keine Spannungen vorhanden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Justierung eines Spiegels (3) oder eines Abschlußfensters eines Gasentladungslasers mit einem Laserrohr (1), bei dem der Spiegel bzw. das Fenster, die an einem Ende eines an dem Laserrohr befestigten rohrförmigen Metallträgers (2, 5) angebracht sind, durch mechanische Verformung des Trägers eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrstück (6,9) des rohrförmigen Metallträgers (2, 5) während oder nach der Einstellung durch Verformung des Rohrstöcks in der eingestellten Richtung gehalten wird und über den ganzen Umfang bis jenseits der Fließgrenze des Metalls, aus dem das Rohrstöck (6, 9) besteht, in der Richtung der Längsachse des Lasers gezogen wird.

2. Gasentladungslaser, der durch das Verfahren nach Anspruch 1 justiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Rohrstück (6, 9) aus einem duktilen Metall besteht

3. Gasentladungslaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das duktile Metall Kupfer oder Nickel ist.

4. Gasentladungslaser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jrtas Rohrstück (6, 9) eine geringere Wandstärke als der verbleibende Teil des Trägers (2,5) aufweist.