DD222432A1

DD222432A1 - Anordnung zur strahlenteilung eines laserstrahles

Info

Publication number: DD222432A1
Application number: DD26046184A
Authority: DD
Inventors: Guenther Wolf; Karl Ramlow
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-01
Publication date: 1985-05-15
Also published as: DE3502382A1; JPS60221723A; FR2560689A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Strahlenteilung eines Laserstrahles, die im Maschinenbau, im Sport und in der Sicherungstechnik zur Festlegung von Raumschutzanlagen anwendbar ist. Die Anordnung ist dabei so gestaltet, dass ein Laserstrahl in mehrere parallele, in einer Ebene oder in raeumliche divergierende Teilstrahlen mit gleicher Intensitaet zerlegt werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass ein erstes Dachkantprisma (3) mit seiner Dachkante und seiner Hypothenusenflaeche senkrecht zum einfallenden Laserstrahl auf einer Grundplatte (2) fest in der optischen Achse (4) des Laserstrahles angeordnet ist, dass ein zweites (5) und drittes (6) Dachkantprisma in einem Abstand zum Dachkantprisma (3) so justierbar vorgesehen ist, dass der Teilstrahlengang mit der optischen Achse (7) senkrecht zu den Dachkanten und der Hypothenusenflaechen der Dachkantprismen (5) und (6) und senkrecht zu der optischen Achse (4) verlaeuft. Dem zweiten (5) und dritten (6) Dachkantprisma sind in einem Abstand je zwei Dachkantprismen (8; 9) und (10; 11) justierbar zugeordnet und den Dachkantprismen (8; 9) (10; 11) je zwei Prismen oder Spiegel (18; 19) (20; 21) (22; 23) (24; 25) drehbar um zwei Achsen zur Strahlenumlenkung. Durch die Erfindung ist es moeglich, mehrere parallele in einer Ebene oder raeumlich divergierende Teilstrahlen zu erhalten. Figur

Description

Titel:

Anordnung zur Strahlenteilung eines Laserstrahles

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Strahlenteilung eines Laserstrahles, mit einer Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahles und einer fotoelektrischen Empfängeranordnung zum Empfangen der Teilstrahlen, mit optischen Bauelementen zum Trennen eines Laserstrahles und Mitteln zur Strahlenumlenkung.

Diese Anordnung ist insbesondere in der Robotertechnik und im Maschinenbau anwendbar, wo durch eine Strahlenabstandsgenauigkeit die Ausdehnung eines ¥erkstückes in einer Ebene bestimmt werden kann« Sie ist anwendbar im Sport (Hochsprung) zur Bestimmung von Höhen durch Anwendung der parallelen Strahlen mit konstantem Strahlenabstand sowie in der Sicherungstechnik für die Festlegung von Raumschutzanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen; Es ist bekannt, rechtwinklig umlenkende Lichtstrahlen zur Justierung im Kraftfahrzeug- und Hochbau anzuwenden. In der DE-OS 26 33 391 und der DE-OS 25 16 883 wird die Aufgabe beschrieben, einen vertikalen bzw. um 90 umlenkenden Lichtstrahl zu erzeugen. Es werden dazu planparallele optische Bauelemente verwendet. Die Verwendung mehrerer planparalleler oder unter bestimmten Winkeln divergierender Lichtstrahlen (mit oder ohne Lichtempfanger) ist aus dem Ge-

-Z-

' biet der Bildabtastung- und Aufzeichnung (DE-OS 27 09 352; DE-OS 25 00 38O ; DE-OS 25 06 480) und der Lichtschrankenaniagen DE-OS 26 46 701 bekannt. In' der DE-OS 26 46 701 wird eine Anlage zur Erzeugung zweier'paralleler Laserstrahlen beschrieben, die mit Hilfe von Spiegeln entstehen. Durch diese beiden Strahlen werden Geschosse abgefeuert und deren Geschwindigkeit bestimmt.

Aus der DE-OS 27 0.9 352 ist eine Einrichtung bekannt, mit der ein Laserstrahl in sechs parallele Strahlen zerlegt wird. Es wird dafür ein quaderförmiger Glasblock verwendet, den optisch teildurchlässige Schichten durchziehen und an dessen Innenseite bestimmte Flächen verspiegelt sind. Die Nachteile dieser Erfindung bestehen darin, daß eine Parallelität der erzeugten Strahlen aufgrund der Fertigungstoleranzen der · Teilungsoptik nicht gewährleistet werden kann, die Toleranzen der Teilungsschichten sind sehr groß, 'so daß keine Intensitätsgleichheit der Teilstrahlen entsteht. Außerdem ist der Abstand der Teilstrahlen sehr gering und nicht variierbar. Ein weiterer Nachteil bekannter Anordnungen ist die Verwendung akusto-optiseher Bauelemente, mit denen meist nur zwei Teilstrahlen erzeugt werden, deren Parallelität oder Divergenz unter einem bestimmten ¥inkel nur durch zusätzlichen optischen und technischen Aufwand realisiert wird.

Ziel der Erfindung;

Durch die Erfindung sollen die genannten Nachteile beseitigt und der technische Aufwand zur Strahlenteilung eines Laserstrahles unter Verwendung allgemeiner optischer Bauelemente verringert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Strahlenteilung eines Laserstrahles so zu gestalten, daß ein Laserstrahl in mehrere parallele, in einer Ebene, oder in räumlich, divergierende Teilstrahlen mit gleicher Intensität zerlegt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch, gelöst, daß ein erstes 90 -Dachkantprisma (3) mit seiner Dachkante und seiner Hypotlienusenflache senkrecht zum einfallenden Laserstrahl auf einer Grundplatte (2) fest in der optischen Achse (h) des Laserstrahles angeordnet ist, daß ein zweites (5) und drittes (6) Dachkantprisma in einem Abstand zura ersten Dachkantprisma (3.) justierbar vorgesehen ist, wobei der Teilstrahlengang mit der optischen Achse (7) senkrecht zu den Dachkanten und den Hypothenusenflachen der Dachkantprismen (5) und (6) und senkrecht zum einfallenden Laserstrahl mit der optischen Achse (k) verläuft, daß dem zweiten (5) und dritten (6) Dachkantprisma in einem Abstand je zwei Dachkantprismen (8;°) und (10;11) justierbar zugeordnet sind, wobei die Teilstrahlengänge mit den optischen Achsen (12) und (13) senkrecht zu den Dachkanten und den Hypothenusenflachen der Dachkantprismen (8;9) und (10j 11) verlaufen und daß in den Teilstrahlengängen der optischen Achsen (14;15) je zwei Spiegel oder Prismen (18;19) (2O;21) und in den Teilstrahlengängen der optischen Achsen (16;17) je zwei Spiegel oder Prismen (22;23) (2^;25) zur Strahlenumlenkung vorgesehen sind, wobei die Prismen oder Spiegel (18;19) (20;21) und (22;23) (24;25) drehbar um zwei Achsen angeordnet sind. Vorteilhaft ist es, daß die Anordnung der Dachkantprismen und Spiegel unbegrenzt ist und daß zwischen den entstehenden austretenden Teilstrahlen gleicher Intensität Winkel von 0 bis 18O° einstellbar sind.

Durch die Erfindung ist es möglich, parallele Strahlen zu er- zeugen mit variierbaren Abständen im Bereich von einigen Millimetern bis zu mehreren Metern. Durch die bewegliche, justierbare Anordnung der Dachkantprismen oder Spiegeln werden divergente Teilstrahlen erhalten, mit einem Winkelbereich von 0 bis 180°.

Ausführungsbeispiel·:,

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: ·..' '

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Strahlenteilung Fig. 1 zeigt eine Einrichtung 1 zum Aussenden eines La^er-Strahles. Auf einer Grundplatte 2 ist ein erstes Dachkantprisma 3 mit seiner Dachkante und seiner Hypothenusenflache / senkrecht zum einfallenden Strahl in der optischen Achse h fest angeordnet. Der Abstand des Dachkantprisma 3 von der ; Einrichtung 1 ist nicht fest vorgegeben. Ein zweites (5) und drittes (6) Dachkantprisma sind in einem Abstand zum (' Λ -:^;.' ersten Dachkantprisma 3 ^so justierbar vorgesehen, daß der

V.r.. S . ', .

Teilstrahlengang mit der optischen Achse 7 senkrecht zu den Dachkanten und den Hypothenusenflachen der Dachkantprismen (5) und (6) und senkrecht zum einfallenden Laserstrahl mit der optischen Achse (k) verläuft. Dem zweiten (5) und dritten

ν (6) Dachkantprisma sind in einem Abstand je zwei weitere Daxjhkantprismen (8;9) und (10;11) so justierbar zugeordnet, daß die Teilstrahlengänge mit den optischen Achsen (12.) und (13) ebenfalls senkrecht zu den Dachkanten und den Hypothenusenf lachen der Dachkantprismen (8;9) und (10;11) verlau-_Λ

« fen. In den Teilstrahlengängen der optischen Achsen (1^;15) sind je zwei Prismen oder Spiegel (18;19) (2O;21) und in den Teilstrahlengängen der optischen Achsen {1.6; 1.7) j© zwei Prismen oder Spiegel (22;23) (24;25) zur Strahlenumlenkung vorgesehen. Die Prismen oder Spiegel (1.8;19) (2O;21) und (22;23) (2k;25) sind dabei drehbar um einen größeren Bereich (zwei Achsen) vorgesehen, um parallele Strahlen in der Ebene und divergierende räumliche Strahlen zu erhalten. Die Anordnung der Dachkantprismen und Prismen oder Spiegeln ist unbegrenzt variierbar. Die Anzahl der Teilstrahlen beträgt 2ⁿ, wobei n/s'. 1 ·'.* «4 praktisch günstig ist. Die Katheten aller Dachkantprismen sind vorderflächenverspiegelt, um eine hohe Lichtintensität der reflektierten Teilstrahlen zu gewähr- ' '· : leisten. ".. ^: ' ' · ¹^ " - ' ^; ., .^ ^: '- .

Die Anzahl der Daehkantprismen beträgt 2, -1 , die der Prismen oder Spiegel für die Reflexion in Empfängerrichtung 2 .

Die Summe der Teilintensitäten der Teilstrahlen ist gleich der Intensität des einfallenden Laserstrahles, wenn die geringen Reflexionsverluste an den Spiegelschichten unberücksichtigt bleiben.

4508

Claims

Patentanspruch; . '

1. Anordnung zur Strahlenteilung eines Laserstrahles, mit .einer Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahles und einer fotoelektrischen Empfängeranordnung zum Empfangen der Teilstrahlen, mit optischen Bauelementen zum Trennen eines Laserstrahles und Mitteln zur Strahlenumlenkung, gekennzeichnet dadurch, daß '_."'"

- ein erstes 90 -Dachkantprisma (3) mit seiner Dachkante und seiner Hypothenusenflache senkrecht zum einfallenden Laserstrahl auf einer Grundplatte (2) fest in der optisehen Achse (k) des Laserstrahles angeordnet ist,

- daß ein zweites (.5) und drittes (6) 90 -Dachkantprisma in einem Abstand zum ersten Dachkantprisma (3) justierbar vorgesehen sind, wobei' der Teilstrahlengang mit der optischen Achse (7) senkrecht zu den Dachkanten und den Hypothenusenfläohen der Dachkantprismen (5) und (6) und senkreoht zum einfallenden Laserstrahl mit der optischen Achse (k) verläuft,

- daß dem zweiten (5) und dritten (6) Dachkantprisma in

' einem Abs tand je zwei Dachkantprismen (8;9) und (Ί 0; 11 ) justierbar zugeordnet sind, wobei die Teilstrahlengänge mit den optischen Achsen (12) und (13) senkrecht zu den Dachkanten und den Hypothenusenflachen der Dachkantprismen (8;9) und (10;11) verlaufen,

- und daB in den Teilstrahlengängen der optischen Achsen (-1.^; 15) j© zwei Prismen oder Spiegel (18;19) (2O;21) und.in den Strahlengängen der optischen Achsen (16;17) je zwei Prismen oder Spiegel (22;23) (2^;25) zur Strahlenumlenkung vorgesehen sind, wobei die Prismen (i8;19) (2O;21) und (22;23) (2^;25) drehbar um zwei Achsen angeordnet sind.

2» Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung der Dachkantprismen und Spiegeln unbegrenzt ist,

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet.dadurch, daß zwischen den austretenden Teilstrahlen Winkel von 0 bis einstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen