(57) Anotace:

Pomocí laserového paprsku (4) se v předem stanovených Částech vzoru ubírá vrstva (8a) laku, ležící na povrchu otočného kovového síta (8) tvaru dutého válce. Ubírání vrstvy (8a) laku v části vzoru se provádí kontinuálně zapnutým laserovým paprskem (4), přičemž laserový paprsek (4) se na konci příslušné částí vzoru v průběhu doby od 12 ps do 30 ps vypne. Záření odražené na kovovém sítu (8) do dráhy laserového paprsku (4) se z této dráhy odvádí, aby nezpožďovalo vypínání laserového paprsku (4). Tím je možno vytvářet vzor se zvlášť ostrými okraji. Přitom v dráze laserového paprsku (4) je mezí polarizátorem (3, 38) a zrcadlem (6) uspořádáno zařízení (25), které rovinu kmitání záření odraženého zpět na kovovém sítu (8) natočí vůči rovině kmitání laserového paprsku (4) vyslaného plynovým laserem (1) o 90 stupňů.

Způsob rytí kruhových šablon a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu rytí kruhových šablon pomocí laserového paprsku, kterým se v předem stanovených částech vzoru ubírá vrstva laku, ležící na povrchu otáčejícího se kovového síta, vytvořeného jako dutý válec. Vynález se dále týká zařízení sestávající ze zpracovávací části, obsahující alespoň jedno polohovací zařízení k čelnímu uložení kovového síta, hnací zařízení k otáčení kovového síta kolem jeho osy, podélný suport, pohyblivý rovnoběžně s osou, opatřený zrcadlem, z plynového laseru pro vytváření laserového paprsku, který je odchylován zrcadlem, a z řídicího zařízení pro řízení hnacího zařízení, přesunu podélného suportu a plynového laseru.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě kruhové šablony je obvykle výchozím polotovarem kovový dutý válec, který je na svém vnějším povrchu opatřen tenkou vrstvou organického laku a má velmi malou tloušťku stěny. Tento kovový dutý válec je opatřen velkým množstvím malých a těsně vedle sebe uspořádaných průchozích otvorů, které jsou uvedeným organickým lakem neprodyšně uzavřeny. Pro vytvoření vzorového obrazce se kovový dutý válec, který má tedy formu kovového síta, upne svými dvěma konci do zařízení, které je podobné soustruhu, ve kterém se potom přesně otáčí. Laserový paprsek, vedený rovnoběžně s podélnou osou dutého válce, se pomocí zrcadla pohyblivého rovnoběžně s touto podélnou osou vychýlí tak, že probíhá kolmo na plášťovou plochu dutého válce. Tento laserový paprsek se potom pomocí soustavy čoček zaostří tak, že jeho ohnisko, které má velmi malý průměr, je přesně na plášťové ploše dutého válce. Jestliže se laserový paprsek zapne, dochází odpařováním k odebírání organického laku podle předem stanoveného vzorového obrazce z plášťové plochy dutého válce, přičemž jednak je laserový paprsek veden v axiálním směru dutého válce ajednak se dutý válec sám otáčí. V místech odebírání laku, která mohou být rovněž označována jako oblasti či místa vzoru, dochází proto k uvolnění průchozích otvorů, kterými proto v pozdějším stádiu může procházet protlačováním viskózní prostředek, například tiskařská pasta.

Pro vytvoření laserového paprsku se obvykle používá výkonný plynový laser, který jako plynné médium obsahuje v podstatě oxid uhličitý. Jestliže se tento plynový laser vypne, vzniknou podle délky vypínací doby různé energetické průběhy laserového záření. Přitom délka doby vypnutí závisí v podstatě na složení plynu v laseru. Při nesprávné volbě doby vypnutí proto existuje značné nebezpečí, že vzorový obrazec bude mít neostré hrany, které však již současným požadavkům nevyhovují.

Na druhou stranu se však energie laserového záření, které se používá pro ubírání vrstvy laku, volí stále o něco vyšší, než by odpovídalo energii potřebné pro odpaření laku. Nadbytečná energie záření se přitom však odrazí od povrchu kovového síta, které je pod vrstvou laku. To ovšem vede k tomu, že plynový laser již nemůže být bezpečně zapnut.

Plynový laser s oxidem uhličitým, a který má odpovídající výkon, se většinou vybuzuje elektrodynamickým stejnosměrným nebo střídavým polem. V případě vybuzování stejnosměrným elektrickým proudem jsou elektrody umístěny v proudu plynu a vysílání laserového paprsku se provádí zapínáním, popřípadě vypínáním stejnosměrného napětí o hodnotě několika kV. V případě vybuzování střídavým polem jsou elektrody uspořádány rovnoběžně s prouděním plynu vně skleněných trubek, které plyn vedou, a pole směřuje kolmo k ose trubek a prochází jejich skleněnými stěnami, a sice s frekvencí několika stovek kHz až 50 MHz.

Předpokladem pro použití laseru je, že jeho plyn může pojmout energii na metastabilní úrovni, což však s sebou na druhou stranu nese nevýhodu v tom, že v tomto plynu zůstává i po vypnutí elektrického buzení obsažena latentní energie, takže zejména v daném případě samo zbytkové záření, odražené od povrchu kovového válce, může způsobit po vypnutí elektrického buzení vybití metastabilní úrovně energie. Důsledkem toho potom je velmi nerovnoměrné vypínání laserového paprsku, takže tím mohou vzniknout velmi nepřesné ryté obrysy.

Avšak i při elektrické zapínací periodě laseru, tedy v době elektrického buzení, vedou uvedené odrazy k nežádoucím vysokým a velmi krátkým impulsovým výkonům laserového záření, které za jistých okolností mohou způsobit porušení povrchu kovového síta. Lze rovněž pozorovat impulsové změny šířky rycí linie, vytvářené zaostřeným laserovým paprskem. Protože tyto skutečnosti nejenže ovlivňují negativně kvalitu rytí, nýbrž s sebou nesou i ztrátu pevnosti podkladu, existuje snaha zcela je vyloučit.

Úkolem vynálezu proto je vylepšit způsob rytí kruhových šablon do té míry, že budou vytvářeny kvalitativně ještě lepší vzorové obrazce, zejména s ještě ostřejšími hranami. Úkolem vynálezu dále je vytvořit vhodné zařízení k provádění tohoto způsobu.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje způsob rytí kruhových šablon pomocí laserového paprsku, kterým se v předem stanovených částech vzoru ubírá vrstva laku, ležící na povrchu otáčejícího se kovového síta, vytvořeného jako dutý válec, podle vynálezu, jehož podstatou je, že ubírání vrstvy laku uvnitř částí vzoru se provádí při kontinuálně zapnutém laserovém paprsku, laserový paprsek se na konci příslušné části vzoru v době od 12 μ5 do 30 ps vypne a záření odražené zpět na kovovém sítu do dráhy laserového paprsku se z této dráhy odvede.

Ukázalo se, že kombinací výše uvedených opatření vznikají vzorové obrazce s velmi ostrými hranami, respektive s velmi přesně provedenými rytými hranami, když se rychlost otáčení povrchu kovového síta zvolí v rozsahu > -2 m/s, maximálně 12 až 13 m/s. Tím se dosáhne uvnitř vzorového obrazce plynule zapnutým laserovým paprskem přesné stability energie, takže při vypnutí laserového paprsku na okraji obrazce poklesne vždy energie ze své maximální hodnoty, čímž dojde k náhlé přechodné změně energie a tím i k vytváření ostřejších hran. Krátké doby vypnutí v rozsahu od 12 ps až 30 ps vedou na druhé straně k co nejrychlejšímu poklesu energie laserového paprsku, takže při zvolených rychlostech otáčení kovového síta tvaru dutého válce nemohou vzniknout žádné nežádoucí rozmazané hrany. Odvedením záření odraženého od kovového válce je navíc umožněno i bezpečné vypnutí laseru, což rovněž přispívá ke zlepšení rytých hran.

Doba vypnutí laserového paprsku se nastaví předem vhodným způsobem, a sice změnou složení plynu v laseru. To se týká u laserů s oxidem uhličitým komponent: oxid uhličitý CO₂, dusík N₂ a hélium He. Jestliže se zvolí například jejich hmotnostní složení 14 %, 18 % a 68 %, dostaneme směs plynů, která je relativně pomalá, a při níž doba vypnutí při stoprocentním výkonu laseru leží v rozsahu od 25 do 30 ps. Naproti tomu má rychlejší směs plynů při 65 % výkonu laseru a hmotnostním složení 16 % oxidu uhličitého CO₂, 4 % dusíku N₂ a 80 % hélia He doby vypnutí v rozsahu od 12 ps až 16 ps.

Podle velmi výhodného provedení vynálezu může být laserový paprsek před dosažením konce příslušné části vzoru vypnut dříve o určitou dobu, závislou na jeho době vypnutí. Tím je možno rytý okraj poněkud méně ubírat, což je výhodné zejména při delších dobách vypnutí, aby tímto způsobem byly zachovány vzdálenosti mezi za sebou následujícími částmi vzoru v souhlase s předem stanoveným vzorovým obrazcem, protože všeobecně odpovídá doba zapnutí plynového

-2CZ 282088 B6 laseru pouze zlomku doby vypnutí a v opačném případě by za sebou následující části vzoru ležely blíže u sebe. I tímto způsobem je možno podstatně zlepšit kvalitu vzorového obrazce.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se laserový paprsek pro odvedení zpětně odraženého záření nejprve lineárně polarizuje, prochází dalším polarizačním filtrem, a potom se dělí na dvě stejně velké a navzájem kolmé komponenty, které se před dopadem na vrstvu laku vůči sobě fázově posunou o 90 stupňů.

Uvedený úkol dále splňuje zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, sestávající ze zpracovávací části, obsahující alespoň jedno polohovací zařízení k čelnímu uložení kovového síta, hnací zařízení k otáčení kovového síta kolem jeho osy, podélný suport, pohyblivý rovnoběžně s osou, opatřený zrcadlem, z plynového laseru pro vytváření laserového paprsku, který je odchylován zrcadlem, a z řídicího zařízení pro řízení hnacího zařízení, přesunu podélného suportu a plynového laseru, jehož podstatou je, že plynový laser vysílá lineárně polarizovaný laserový paprsek a v dráze laserového paprsku je mezi polarizátorem a zrcadlem uspořádáno zařízení, které rovinu kmitání záření odraženého zpět na kovovém sítu natočí vůči rovině kmitání laserového paprsku vyslaného plynovým laserem o 90 stupňů.

S výhodou se při způsobu rytí podle vynálezu použije takové uspořádání laseru, u něhož laser opouští již lineárně polarizovaný laserový paprsek a v tomto stavu vstupuje do svého dalšího vedení. Tam je navíc upraven polarizátor, který lineárně polarizované záření, směřující do místa opracování, podle druhu své konstrukce ktomuto místu propustí neboje od něj odchýlí. Protože potom nesmí záření odražené od místa opracování tímto polarizátorem (analyzátorem) nebráněné projít a opět vstoupit do laserového rezonátoru, je v dalším průběhu laserového paprsku upraven systém pro fázové posunutí, který dvě přibližně stejně velké a vůči sobě navzájem kolmé komponenty lineárně polarizovaného laserového záření při každém průchodu přesune ve fázové poloze vůči sobě o přibližně jednu čtvrtinu vlnové délky. Polarizátor je dále vzhledem ke směru záření a poloze polarizační roviny záření nasměrovaného k místu opracování a vystupujícího z laseru uspořádán v takové poloze, že toto záření dospěje do místa opracování co možná nezeslabeno. Tato poslední podmínka platí ostatně pro všechny následující konstrukční prvky zařízení, tedy i pro tu jednotku pro fázové posunutí, která se zúčastňuje dalšího dělení, popřípadě přenosu laserového záření. Tyto požadavky mohou být zvlášť dobře splněny potom, když se použijí konstrukční prvky, vytvořené z tenkých dielektrických vrstev. Tyto konstrukční prvky mohou být rovněž vyrobeny jak pro polarizaci, tak pro prostup a odraz, a mají výhodu v tom, že je jimi dosaženo výborných prostupových a odrazových vlastností, když zaujímají správnou polohu vůči směru dopadu záření a vůči směru polarizace.

Systém pro fázové posunutí, uspořádaný za polarizátorem, sestává z několika zrcadel, která mají různé provedení vrstev. První zrcadlo tohoto systému je uspořádáno tak, že rovina dopadu, vytvořená ze směru záření a směru kolmého k ploše zrcadla, svírá s polarizační rovinou laserového paprsku určitý úhel, jehož hodnota je s výhodou 45 stupňů. Tím se směr polarizace laserového paprsku štěpí na světelné vlny rovnoběžné s rovinou dopadu (takzvané p-vlny) a k nim kolmé světelné vlny (takzvané s-vlny). Různými tloušťkami jednotlivých tenkých vrstev se dosáhne různého fázového posunutí p-vln a s-vln při jejich odrazu na zrcadlech. Podle jednoho příkladného provedení je provedena kombinace zrcadla s fázovým posunutím λ/4 a zrcadla s nulovým fázovým posunutím. Při odrazu na zrcadle s fázovým posunutím λ/4 se posune p-vlna vůči s-vlně časově o fázový úhel 90 stupňů, to znamená o jednu čtvrtinu vlnové délky. Odraz na zrcadle s nulovým fázovým posunutím se provede tak, že mezi p-vlnou a s-vlnou nenastane žádné fázové posunutí. Geometrické nebo konstrukční pořadí, ve kterém jsou zrcadla s nulovým fázový m posunutím a zrcadla s fázovým posunutím λ/4 uspořádána, je nedůležité. Místo jednoho zrcadla s fázovým posunutím λ/4 by mohla být uspořádána i dvě zrcadla s fázovým posunutím, λ/8, která potom způsobují vždy relativní fázové posunutí uvedených vln o jednu osminu vlnové délky, čímž je dosaženo celkového posunutí opět o velikosti jedné

-3 CZ 282088 B6 čtvrtiny vlnové délky.

Zařízení pro fázové posunutí vytvoří z lineárně polarizovaného laserového paprsku kruhovitě nebo popřípadě elipticky polarizovaný laserový paprsek. Tento laserový paprsek se potom pomocí dalších odrazných zrcadel s nulovým fázovým posunutím, jichž může být libovolný počet, nasměruje na opracovávaný povrch šablony a tam se pomocí vhodné optiky zaostří. Paprsek, eventuálně odražený kolmo od povrchu kovového síta, potom opět prochází zařízením pro fázové posunutí a při tomto zpětném průchodu nastane další posunutí fázové polohy p-vlny vůči s-vlně opět o fázový úhel 90 stupňů, respektive o jednu čtvrtinu vlnové délky. V důsledku nyní vzniklého fázového posunutí o velikosti 180 stupňů je paprsek procházející zpět opět lineárně polarizován a jeho polarizační rovina je natočena o 90 stupňů vůči polarizační rovině paprsku, probíhajícího k místu opracování. Paprsek s tímto polarizačním směrem se nyní z polarizátoru již nevede do laseru zpět, nýbrž se od něj odchyluje a tím se brání tomu, aby vstoupil do laserového rezonátoru.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může zařízení pro fázové posunutí, respektive zařízení natáčející rovinu kmitání obsahovat v dráze paprsku za sebou uspořádané dielektrickou rovnou destičku, nastavenou pod Brewsterovým neboli polarizačním úhlem, která má vysoký index lomu, a krystalovou destičku s dvojitým lomem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr.l znázorňuje v perspektivním pohledu laserové rycí zařízení, obr. 2 půdorys zařízení podobného zařízení z obr. 1, obr. 3 zařízení podle vynálezu se zařízením pro fázové posunutí podle prvního příkladného provedení a obr. 4 zařízení podle vynálezu se zařízení pro fázové posunutí podle druhého příkladného provedení.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno zařízení podle vynálezu s výkonným laserem 1, který je v daném případě plynovým laserem s oxidem uhličitým (CO₂), který výstupním otvorem 2 vysílá laserový paprsek 4, dopadající na první zrcadlo 3, a který je ve svislém směru lineárně polarizován. Tímto prvním zrcadlem 3 se vychýlí laserový paprsek 4 o 90 stupňů a po průchodu zařízením 25 pro fázové posunutí dopadne na druhé zrcadlo 5, kterým je opět vychýlen o 90 stupňů, takže nyní probíhá opačně vůči svému původnímu směru. Pomocí třetího zrcadla 6 se provede ještě jednou vychýlení laserového paprsku 4 o 90 stupňů, a sice ve směru k laseru 1. Přitom se laserový paprsek 4 po odrazu třetím zrcadlem 6 zaostří pomocí zaostřovací optiky, kterou v daném případě představuje čočka 7, tak, že jeho ohnisko leží na vnější plášťové ploše dutého válce 8, která je například opatřena tenkou vrstvou organického laku. Dutý válec 8 je tvořen velmi tenkou a rovnoměrně perforovanou kovovou mřížkou a je upnut mezi dvěma otočně uloženými kuželovými tmy 9 a 10. Jeden z kuželových trnů 9 je otáčen neznázoměným pohonem, upraveným ve vřeteníku 11. Rovněž druhý kuželový tm 10 je uložen otočně, a sice v koníku 12. Koník 12je na vedeních 13 přitlačován ve směru osy 14 dutého válce 8 k tomuto dutému válci 8, takže dutý válec 8 je přitlačován k prvnímu kuželovému tmu 9. Takto vzniklým třením jsou dutý válec 8 a druhý kuželový tm 10 unášeny otáčivým pohybem prvního kuželového tmu 9.

-4CZ 282088 B6

Vzhledem k nejmenšímu možnému třecímu odporu, který musí druhý kuželový tm 10, uložený v kuličkovém ložisku v koníku 12, překonávat, a rovněž v důsledku velmi stálé frekvence otáčení poháněného prvního kuželového tmu 9, postačují pro upnutí dutého válce 8 mezi kuželovými tmy 9 a 10 velmi malé axiální síly, aby dutý válec 8 byl otáčen bez prokluzování frekvencí otáčení prvního kuželového tmu 9.

Třetí zrcadlo 6 a čočka 7 jsou upevněny na pracovním stole neboli podélném suportu 15. pohyblivém ve směru osy 14 dutého válce 8. Přesněji řečeno, podélný suport 15 nese příčný suport 16. na němž jsou uspořádány třetí zrcadlo 6 a čočka 7, a kterým je umožněno přesné radiální nastavování ohniska vytvořeného čočkou 2 na povrchu dutého válce 8. Pohybuje-li se podélný suport 15 pomocí vřetena 17 na vodicích tyčích 18 ve směru osy 14 dutého válce 8, a otáčí-li se současně přitom dutý válec 6, opisuje ohnisko čočky 7, respektive laserový paprsek 4 zaostřený do tohoto ohniska, šroubovici na povrchu dutého válce 8. Pohon vřetena 17 je proveden krokovým motorem 19. Pro zapnutí a vypnutí laserového paprsku 4, vydávaného laserem J, a pro krokové řízení krokového motoru 19 je zapotřebí v každém okamžiku znát přesnou polohu natočení dutého válce 8. Z tohoto důvodu je s hřídelem prvního kuželového tmu 9 spojen dekodér 20 polohy natočení, který pro určení polohy natočení vysílá při otáčení dutého válce 8 několik tisíc impulsů. Pomocí zjištěné polohy natočení dutého válce 8 a polohy podélného suportu 15 se provede adresování elektronické paměti, ve které je předem uložen požadovaný vzorový obrazec. Adresovaná hodnota udává, jestli v odpovídající poloze vrstvy laku na dutém válci 8 má být proveden úběr nebo nikoli, tedy jestli je zapotřebí provést zapnutí lasem 1 a nebo nikoliv. Elektronická paměť je upravena v řídicím zařízení 21, spojeným elektrickými vodiči 22, 23 a 24 s laserem 1, krokovým motorem 19 a dekodérem 20.

Jak již bylo uvedeno, je upraveno mezi prvním zrcadlem 3 a druhým zrcadlem 5 zařízení 25 pro fázové posunutí. Toto zařízení 25 pro fázové posunutí je upevněno na příčném nosníku 28, navzájem spojujícím dva sloupky 26 a 27, přičemž tyto sloupky 26, 27 nesou zrcadla 3 a 5. Na jednom ze sloupků 27 jsou dále upevněny dva lapače 29, 30 záření, které budou blíže popsány v dalším textu. Zařízení 25 pro fázové posunutí je opatřeno krytem 31, uvnitř něhož jsou uspořádána čtyři další zrcadla 32. 33, což bude rovněž blíže popsáno v dalším textu. Na protilehlých stranách krytu 31 se nacházejí průchozí otvory 34 pro průchod laserového paprsku

4.

Na obr. 2 je znázorněno zařízení podobné zařízení z obr. 1, určené pro rytí kruhových šablon, u něhož je však podélný suport 15 veden na straně dutého válce 8 přivrácené k laseru 1. Stejné součásti jsou opatřeny stejnými vztahovými značkami jako na obr. 1 a nebudou proto dále blíže popisovány.

Zmíněné řídicí zařízení 21 obsahuje podle obr. 2 nastavovací prostředek 40, například určitý počet tlačítek 41, pro předběžné nastavení jejich vhodným ovládáním odpovídajícího složení plynu pro naplnění laseru 1, podle požadované doby vypínání laserového paprsku 4. Ovládáním tlačítek 41 jsou přímo řízeny dávkovači ventily 42, 43, 44, které umožňují dávkování CO₂, N₂ a He z příslušných zásobníků 45, 46, 47 pomocí potrubního systému 48 do laseru 1. Za tím účelem je řídicí zařízení 21 elektrickými vodiči 49, 50, 51 spojeno s příslušnými dávkovacími ventily 42, 43, 44.

Obr. 3 znázorňuje princip odvádění laserového záření, odraženého zpět kovovým dutým válcem

8. Laser 1 přitom vysílá, jak již bylo uvedeno, laserový paprsek 4, lineárně polarizovaný ve svislém směru, přičemž na obr. 3 je tento svislý směr opatřen vztahovou značkou 35. Polarizace laserového paprsku 4 se provede systémem 36 zrcadel v rezonátoru laseru 1. Za tím účelem jsou například povrchové plochy těchto zrcadel provedeny ze zlata, přičemž dvě taková zrcadla jsou uspořádána se sklonem 45 stupňů vůči směru laserového paprsku 4. Zlato má nepatrně vyšší odraznost kolmých s-vln než rovnoběžných p-vln. Tím je v rezonátoru laseru 1 s-vlna výhodnější. To je dostatečné pro to, aby laserový paprsek 4 mohl výstupním otvorem 2

-5CZ 282088 B6 vystupovat prakticky svisle polarizovaný. Laserový paprsek 4 potom dopadne na první zrcadlo 3, které je vytvořeno jako polarizátor z tenkých vrstev. Laserový paprsek 4 má, jak již bylo uvedeno, v podstatě svislý směr polarizace, sestává tedy vzhledem k rovině dopadu prvního zrcadla 3 pouze z jedné s-komponenty, která je z velmi vysoké části tímto třetím zrcadlem 3 odražena a prakticky jím neprochází neboli jím není propuštěna. Vzhledem k možnosti, že laser 1 vysílá ještě jeden, i když menší p-podíl záření, je z bezpečnostních důvodů upraven lapač 30 záření.

První zrcadlo 3 neboli polarizátor sestává ze sedmi až devíti dielektrických vrstev, které jsou provedeny střídavě z materiálu s nízkým indexem lomu (asi n = 1,5) a z materiálu s vysokým indexem lomu (asi n = 2,4). Tloušťka jednotlivých vrstev se zvolí tak, že účinná optická délka dráhy vln probíhajících vrstvami šikmo činí jednu čtvrtinu vlnové délky. Při vlnové délce 10,6 μπι laserového paprsku 4 a úhlu dopadu laserového paprsku 4 na povrch prvního zrcadla 3 neboli polarizátoru 45 stupňů to odpovídá tloušťce 1,06 μπι pro materiál s indexem lomu 2,4 a 1,56 μπι pro materiál s indexem lomu 1,5. U takového provedení vrstev polarizátoru se potom s-komponenta polarizovaného záření odrazí z asi 99,8 %, zatímco p-komponenta tohoto záření může projít s přibližně stejnou procentovou hodnotou. V místě polarizačního uspořádání je nutno dbát na to, aby laserový paprsek 4, vystupující z laseru 1, sestával vzhledem k rovině dopadu prvního zrcadla 3 v důsledku svého prostorového uspořádání téměř výlučně z skomponenty. Proto se tento laserový paprsek 4 téměř úplně odrazí a prakticky celý je veden k zařízení 25 pro fázové posunutí. Zde dopadne laserový paprsek 4 na první zrcadlo 32, které je prostorově uspořádáno tak, že polarizační směr laserového paprsku 4 vzhledem k nyní existující své rovině dopadu má stejně velké p-komponenty a s-komponenty. Toto první zrcadlo 32 je však jinak vytvořeno tak, že mezi p-vlnami as-vlnami nenastane žádné relativní časové zpoždění. Totéž platí i pro obě další zrcadla 32, uspořádaná v zařízení 25 pro fázové posunutí. Tato zrcadla 32 mají, jak již bylo objasněno v souvislosti s prvním zrcadlem 3 neboli polarizátorem, vysokou odraznost. I zde je dosaženo vysoké odraznosti a nulového posunutí p-komponenty a skomponenty laserového paprsku 4 pomocí několika dielektrických tenkých vrstev přesně definované tloušťky.

Zrcadlo 33 je vzhledem ke tloušťce několika dielektrických vrstev vytvořeno tak, že vzniká relativní fázové posunutí mezi p-komponentou a s-komponentou laserového paprsku 4 o velikosti 90 stupňů, tedy o jednu čtvrtinu vlnové délky. Počet vrstev se volí stále tak velký, že překrytím odražených, popřípadě propuštěných vln, které je způsobené jednotlivými vrstvami, se dosáhne vysoké celkové odraznosti. U obou zrcadel 32 a 33 je možno jako poslední odraznou plochu použít kovovou vrstvu. Je tomu tak i v případě, když je základní těleso zrcadla provedeno z kovu, což má navíc výhodu v intenzivním odvodu tepla.

Laserový paprsek 4 vystupuje ze zařízení 25 pro fázové posunutí jako kruhovitě polarizovaný paprsek, který potom dopadá přes zaostřovací optiku, tvořenou čočkou 7, na obráběnou šablonu. Tato šablona sestává, jak již bylo uvedeno, z tenké vrstvy 8a laku a pod ní uspořádaného tenkostěnného kovového dutého válce 8. Vrstva 8a laku se účinkem přiváděné energie laserového paprsku 4 odpařuje. Protože však z důvodů bezpečného úběru vrstvy 8a laku musí být energie laserového paprsku 4 stále větší, než je pro úběr bezpodmínečně nutné, bude se část laserového záření, která dopadne na kovový povrch, v důsledku jeho vysoké odraznosti zvětší části odrážet zpět. Pokud je toto záření malými nerovnostmi rozptýleno tak, že již není kolineámí s původním směrem záření, nemá pro přesné provádění obrábění žádný význam. Ty podíly záření, které však mají přesný směr původního záření, procházejí opět zařízením 25 pro fázové posunutí. Je proto nejprve nutno zajistit, aby v záření odraženém z kovového povrchu přesně kolmo již v žádném případě nedošlo k žádnému fázovému posunutí původních p-komponent a skomponent. To znamená, že původní fázové posunutí o 90 stupňů zůstává i při zpětném průběhu zbytkového záření až k zrcadlu 32 v zařízení 25 pro fázové posunutí. Zde však nyní opět dojde zrcadlem 33 k fázovému posunutí ve stejném časovém směru a velikosti, tedy o 90 stupňů.

-6CZ 282088 B6

Laserové záření, probíhající nyní zpět, má potom fázové posunutí mezi p-komponentami a skomponentami celkem 180 stupňů. To znamená, že záření je opět lineárně polarizováno a polarizační rovina je vůči své původní poloze natočena o 90 stupňů. Zpětné záření, opouštějící zařízení 25 pro fázové posunutí, je nyní kolmé k polarizační rovině záření původně laserem 1 vyslaného. Z tohoto důvodu je zpětné záření vzhledem k rovině dopadu prvního zrcadla 3 neboli polarizátoru p-vlnou, přičemž tato p-vlna není tímto první zrcadlem 3 odražena, nýbrž propuštěna. Potom dopadne na chlazený lapač 29 záření, který energii záření absorbuje a přemění v odpadní teplo. S výhodou je lapač 29 záření opatřen co nejméně odrážející, respektive černou povrchovou plochou, a je chlazen, například vodou.

Na obr. 4 je znázorněno další příkladné provedení zařízení pro odvádění zpětného odraženého záření mimo dráhu laserového paprsku 4. Stejné součásti jako na obr. 3 jsou přitom opatřeny stejnými vztahovými značkami. Polarizování laserového paprsku 4 se přitom provádí pomocí dvou Brewsterových okének 37 uvnitř rezonátoru laseru 1. Po výstupu laserového paprsku 4 z laseru 1, výstupním otvorem 2 se laserový paprsek 4 vede na první zrcadlo 3, které nezpůsobí mezi komponentami lineárně polarizovaného záření žádné fázové posunutí, a dále dielektrickou rovnou destičkou 38 s vysokým indexem lomu, nastavenou pod polarizačním Brewsterovým úhlem. Dále prochází laserový paprsek 4 krystalovou destičkou 39 s dvojitým lomem, která způsobí relativní fázové posunutí 90 stupňů, tedy jedné čtvrtiny vlnové délky, mezi dvěma stejně velkými a navzájem kolmými komponentami. Jedná se o komponenty řádného a mimořádného záření. Obě komponenty mohou být zvoleny jako stejně velké tehdy, když má krystalová destička 39 vůči polarizačnímu směru laserového paprsku 4 správně natočenou polohu. Relativní posunutí obou komponent záření je potom závislé jen na délce optické dráhy krystalovou destičkou 39 a druhem kry stalu, a proto se délka krystalové destičky 39 zvolí tak, že nastane požadované fázové posunutí. Laserový paprsek 4 je po prvním průchodu krystalovou destičkou 39 polarizován kruhovitě a po druhém průchodu krystalovou destičkou 39 nebo lépe po zpětném průchodu v důsledku potom vzniklého druhého, stejně velkého a stejně nasměrovaného posunutí, polarizován opět lineárně. Směr polarizace je potom kolmý ke směru polarizace při prvním průchodu.

Při svém dalším postupu dopadá laserový paprsek 4 opět na dielektrickou rovnou destičku 38, nastavenou pod Brewsterovým úhlem, která nyní zpětné záření, v důsledku svého jiného polarizačního směru, prakticky odrazí do lapače 29 záření, takže pouze malé podíly záření dospějí do rezonátoru laseru 1, kde v důsledku zde uspořádaných dalších dvou Brewsterových okének 37 a vzhledem ke svému polarizačnímu směru nemohou vyvolat žádnou aktivitu laseru L Aby se odraznost rovné destičky 38 zvýšila, může být tato rovná destička 38 opatřena tenkou vrstvou nebo soustavou několika tenkých vrstev.

Je nutno poukázat ještě na to, že místo znázorněného prvního zrcadla 3 neboli polarizátoru z tenkých vrstev nebo Brewsterova okénka 37, použitého pro polarizaci, je možno použít dichroitického polarizátoru, nebo u relativně dlouhovlného laserového záření polarizátoru z drátěné mřížky. Jako zařízení 25 pro fázové posunutí je možno použít i Fresnelova kosočtverce, zvaného rovněž Fresnelův rovnoběžnostěn.