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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Laservorrichtung mit einem zum Emittieren eines Laserstrahls ausgelegten Laser, insbesondere einem Halbleiter-Laser, und einer Linse, die in Bezug auf den Laser lagejustiert wird. Ferner betrifft die Erfindung auch eine erfindungsgemäß hergestellte Laservorrichtung sowie deren Verwendung.
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Stand der Technik
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Laservorrichtungen bzw. deren Herstellung betreffenden Verfahren wird ein Halbleiter-Laser in einem Metallgehäuse montiert und der Laserstrahl mit einer Linse fokussiert, welche innenseitig an einer Durchtrittsöffnung eines Gehäusedeckels anliegt und dort durch einen Klemmsitz gehalten wird.
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Bei den jüngsten, hochpräzise Laservorrichtungen betreffenden Entwicklungen wird eine Linse in Abhängigkeit von der Auslenkung bzw. Fokussierung des Laserstrahls gegenüber einem Linsenhalter mit darin vorgesehenem Halbleiter-Laser justiert und anschließend mit einer Klebstoffverbindung an dem Linsenhalter fixiert. Dabei wird ein jeweils in Abhängigkeit von der Justage unterschiedlicher Abstand zwischen Linsenhalter und Linse durch einen Klebstofffilm jeweils unterschiedlicher Dicke überbrückt.
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Die Druckschrift US 2004 / 0 075 917 A1 offenbart ein Verfahren zur Lagejustierung eines optischen Elements gegenüber einem Laser, wobei mindestens zwei Keile so gegeneinander verklemmt werden, dass der Abstand zwischen dem Laser und dem optischen Element festgelegt ist.
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Die Druckschrift
US 5 467 229 A offenbart ein Verfahren zum Justieren und Fixieren einer Kollimatoroptik gegenüber einer Laserdiode. Die Kollimatoroptik ist in einem Tubuselement angeordnet. Die Laserdiode ist in einem Gehäuse angeordnet, das das Tubuselement mit der Kollimatoroptik aufnehmen kann. Durch eine relative Bewegung zwischen dem Gehäuse und dem Tubuselement wird der Abstand zwischen der Laserdiode und der Kollimatoroptik eingestellt und mit einem Greifmittel fixiert.
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Die Druckschrift WO 10/ 047 147 A1 offenbart ein ähnliches Verfahren zum Justieren und Fixieren einer Kollimatoroptik gegenüber einer Laserdiode. Nach der Justage des Abstands zwischen Laserdiode und Kollimatoroptik werden die beiden Elemente mittels ultraviolett-härtbarem Material zueinander fixiert.
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Darstellung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer Laservorrichtung mit einer gegenüber einem Laser lagejustierten Linse anzugeben.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit einem Linsenhalter aus mindestens zwei dann in einer Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls aufeinander folgenden Teilen gelöst, wovon mindestens zwei Linsenhalterteile jeweils eine schräg zur Ausbreitungsrichtung orientierte Stirnseite haben und in einer Vielzahl Relativpositionen zueinander jeweils mit ihren schräg zur Ausbreitungsrichtung orientierten Stirnseite in Anlage aneinander gebracht werden können, wobei durch die Wahl einer Relativposition die Länge des Linsenhalters in Ausbreitungsrichtung eingestellt wird. Außerdem ist ein erstes Linsenhalterteil rohrförmig ausgeführt mit einer an ein Gehäuse des Lasers angepassten Durchgangsöffnung, wobei in Ausbreitungsrichtung gesehen weder eine Außenform noch die Durchgangsöffnung notwendigerweise kreisförmig ausgebildet ist. Das rohrförmige Lasergehäuse wird vor der Lagejustage der Linse in die Durchgangsöffnung des Linsenhalterteils eingeschoben und vorzugsweise auch schon gegenüber diesem Linsenhalterteil lagefixiert, etwa durch eine Klemmverbindung und/oder eine Fügeverbindung.
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Die Grundidee der Erfindung besteht also darin, zur Anpassung an in Abhängigkeit von der Justage unterschiedliche Abstände zwischen Linse und Laser einen in seiner Länge einstellbaren Linsenhalter vorzusehen. Dazu ist der Linsenhalter (mindestens) zweigeteilt und können die Linsenhalterteile in unterschiedlichen Relativpositionen aneinander gesetzt werden, was aufgrund der schräg zur Ausbreitungsrichtung orientierten Stirnseiten der Linsenhalterteile zu unterschiedlichen Linsenhalterlängen führt.
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In einer Relativposition ist einerseits der Abstand zwischen den Linsenhalterteilen (zwischen deren Volumenschwerpunkten) senkrecht zur Ausbreitungsrichtung festgelegt und ist andererseits auch jeweils die Orientierung eines Linsenhalterteils in Bezug auf seinen Volumenschwerpunkt festgelegt (von Symmetrieoperationen abgesehen). Ferner liegen die Linsenhalterteile in einer Relativposition mit ihren schrägen Stirnseiten aneinander an.
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Wenn die Linsenhalterteile beispielsweise allein mit einer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung orientierten Bewegungskomponente aufeinander zu bewegt werden, wird gleichzeitig mit dem Kontakt der schrägen Stirnseiten auch eine entsprechende Relativposition erreicht. Die Linsenhalterteile können auch mit ihren schrägen Stirnseiten aneinander anliegen und dann in Anlage bleibend aneinander entlang geschoben werden, wobei eine Vielzahl Relativposition durchlaufen werden (dies wird im Folgenden als Verschiebung entlang den schrägen Stirnseiten bezeichnet) .
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Durch die erfindungsgemäße Längenanpassung des Linsenhalters müssen vorteilhafterweise einerseits keine Linsenhalter unterschiedlicher Länge vorgehalten werden, was auch den logistischen Aufwand in einer Fertigung reduzieren hilft; andererseits ist ein justageabhängiger Abstand auch nicht allein durch Klebstoff überbrückt, was die Gefahr einer Dejustage der Linse durch eine Schrumpfung des Klebstoffs beim Aushärten verringert und so die Präzision erhöht.
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Der Linsenhalter ist mindestens zweiteilig, es kann also beispielsweise in Ausbreitungsrichtung an die beiden Linsenhalterteile mit schrägen Stirnseiten anschließend auch ein weiteres Linsenhalterteil vorgesehen sein, etwa zur Uberbruckung eines unabhängig von einer Justageschwankung in jedem Fall vorliegenden Abstands. Ferner können auch mehr als zwei Linsenhalterteile mit schrägen Stirnseiten kaskadiert sein; gleichwohl wird im Folgenden der Ubersichtlichkeit halber von zwei Linsenhalterteilen mit jeweils einer schrägen Stirnseite gesprochen.
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Die in Ausbreitungsrichtung aufeinander folgenden Linsenhalterteile aus beispielsweise Kunststoff oder Glas werden jeweils als ein Teil bezeichnet, wenngleich ein solches für sich auch mehrteilig ausgebildet sein konnte; vorzugsweise sind die Linsenhalterteile jedoch jeweils einstuckig.
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Die Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls kann sich auch als Mittelwert einer Vielzahl von Richtungen ergeben, etwa wenn der Laserstrahl konvergent bzw. divergent verläuft. Sofern auf die Ausbreitungsrichtung Bezug genommen wird, setzt dies nicht notwendigerweise auch eine tatsachlich erfolgende Strahlausbreitung voraus, sondern beschreibt eine geometrische Anordnung, als ob eine Strahlausbreitung erfolgen wurde.
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Bei der Lagejustage kann die Linse beispielsweise zur Anpassung eines Strahlquerschnitts entlang der Ausbreitungsrichtung und/oder zur Anpassung einer Strahlauslenkung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung verschoben und dabei von dem Laserstrahl durchdrungen werden. Generell kann die Lagejustage der Linse vor, nach oder auch mit der Längenanpassung des Linsenhalters erfolgen, wobei auch Kombinationen möglich sind, etwa wenn die Linse nachjustiert wird.
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Die schrägen Stirnseiten der zwei Linsenhalterteile sind vorzugsweise zueinander komplementär, jedenfalls in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt zu mindestens 50%, 60%, 70%, 80%, 90% der Fläche einer flächenmäßig kleineren der schrägen Stirnseiten; somit beziehen sich alle im Folgenden für eine schräge Stirnseite getroffenen Angaben vorzugsweise auf die jeweils schräge Stirnseite beider Linsenhalterteile.
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Die schräg zur Ausbreitungsrichtung orientierte Stirnseite eines Linsenhalterteils ist nicht notwendigerweise eben, sondern kann beispielsweise auch gestuft ausgebildet sein, wobei im Falle komplementärer Stirnseiten dann auch die Längenanpassung in Stufen erfolgt. Sofern also eine nicht ebene Stirnflache vorgesehen ist, bezieht sich die Angabe „quer zur Ausbreitungsrichtung“ auf den in einer die Ausbreitungsrichtung beinhaltenden Schnittebene (sowie in dazu parallelen Schnittebenen) betrachteten Verlauf der Stirnseite in linearer Mittelung.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Im Folgenden wird wie in der gesamten Offenbarung nicht im Einzelnen zwischen der Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Laservorrichtung, dem Vorrichtungsaspekt sowie der Verwendung der Vorrichtung unterschieden; die Offenbarung ist implizit im Hinblick auf samtliche Kategorien zu verstehen.
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Vor allem in Kombination mit einer besonders exakt positionierten Linse hat sich für einen entsprechend fein in seiner Länge einstellbaren Linsenhalter als kleinster von der schrägen Stirnseite und der Ausbreitungsrichtung eingeschlossener Winkel ein Winkel von mindestens 60°, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt von mindestens 65°, 70°, 75°, 80°, 85°, und davon unabhängig von höchstens 89,5°, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt von höchstens 89°, 88,5°, 88°, 87,5°, als vorteilhaft erwiesen. Auf diese Weise kann eine „Übersetzung“ zwischen einem senkrecht zur Ausbreitungsrichtung zwischen zwei Relativpositionen liegenden Abstand und einer Differenz zwischen den entsprechenden Linsenhalterlangen erreicht werden, sodass beispielsweise eine besonders genaue Langenanpassung möglich wird.
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In weiterer Ausgestaltung wird die Relativpositionierbarkeit der Linsenhalterteile mit einer die Linsenhalterteile verbindenden Fugeverbindung blockiert. Diese Fugeverbindung lagefixiert die Linsenhalterteile relativ zueinander dauerhaft durch fließfahiges, also mit gewisser Viskosität flüssiges, Material zwischen oder vorzugsweise an (aber nicht zwischen) den Linsenhalterteilen, welches zum Zweck der Fugeverbindung erstarrt; das Material geht also in einen erstarrten Zustand über, etwa durch einen Kontakt mit Luft oder einem anderen Gas bzw. durch Beigabe eines chemischen Reaktionspartners oder durch eine andere Wechselwirkung, beispielsweise mit Licht.
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Das erstarrte Material ist dann formfest im Sinne von seine Form zumindest im Wesentlichen behaltend, kann also gegebenenenfalls immer noch elastisch bzw. viskoplastisch auf eine mechanische Beanspruchung reagieren und ist nicht notwendigerweise formstarr. Die Fügeverbindung ist lediglich in einem solchen Sinn dauerhaft, dass sie etwa durch mechanische Einwirkung, Erhitzen oder chemische Behandlung auch wieder aufgetrennt werden konnte.
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Vorzugsweise wird als fließfähiges Material ein Klebstoff vorgesehen, der neben Kunststoffmaterial beispielsweise auch Zusätze enthalten kann, etwa Glas zur Minimierung einer Schrumpfung beim Ausharten. Weiter bevorzugt ist die Verwendung eines UV-hartenden Klebstoffs, der durch Beleuchtung mit UV-Licht vor- und/oder durchgehartet wird.
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In weiterer Ausgestaltung ist für die dann durch die Fügeverbindung in ihrer Relativpositionierbarkeit blockierten Linsenhalterteile eine der Montage dienende Führungsvorrichtung vorgesehen und sind die Linsenhalterteile während der Längenanpassung nur durch diese Führungsvorrichtung miteinander verbunden; die Fuhrungsvorrichtung wird entfernt, nachdem die Fugeverbindung hergestellt ist. Die Linsenhalterteile können beispielsweise mit einem Klemm- oder Schraubmechanismus an Führungswerkzeugen der Führungsvorrichtung gehalten werden; bevorzugt ist ein Unterdruckmechanismus.
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Mit einer solchen Führungsvorrichtung können die Linsenhalterteile relativ zueinander positioniert werden, wobei weiter bevorzugt auch die Linse und der Laser in derselben Führungsvorrichtung lagejustiert werden. Die Linse, der Laser und die Linsenhalterteile sind dabei zunächst relativ zueinander beweglich, wobei dann ein hinsichtlich Laserauslenkung und/oder -fokussierung optimierter Zustand durch Fügeverbindungen „eingefroren“ wird, etwa durch Fügeverbindungen zwischen Linse und Linsenhalterteil, Linsenhalterteil und Linsenhalterteil, und/oder Linsenhalterteil und Laser.
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Das in bevorzugter Ausgestaltung mit einer Fügeverbindung an einem Gehäuse des Lasers befestigte Linsenhalterteil und vorzugsweise der gesamte Linsenhalter sind besonders bevorzugt ausschließlich durch diese Fügeverbindung gegenüber dem Laser lagefixiert, der Linsenhalter ist also beispielsweise nicht zusätzlich an einer den Laser kontaktierenden Leiterplatte fixiert, sodass etwa eine durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten bedingte Verformung des Gehäuses und damit der Leiterplatte nicht zwingend zu einer Dejustage des Lasers führt.
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Generell wird in bevorzugter Ausgestaltung ein erstes Linsenhalterteil gegenüber dem Laser in seiner Position festgelegt und wird dann das andere Linsenhalterteil für die Längenanpassung relativ zu dem ersten Linsenhalterteil und zu dem Laser positioniert. Sofern die Linse dabei noch nicht an dem anderen Linsenhalterteil fixiert ist, kann sie noch entlang der Ausbreitungsrichtung und quer dazu justiert werden. Es kann also ein justageabhängiger Abstand zwischen der Lin- se und dem ersten (dem Laser zugeordneten) Linsenhalterteil durch eine Verschiebung des zweiten (der Linse zugeordneten) Linsenhalterteils quer zur Ausbreitungsrichtung ausgeglichen werden.
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In den Linsenhalterteilen sind vorzugsweise Durchtrittsoffnungen für den Laserstrahl vorgesehen, die weiter bevorzugt über einen gewissen Bereich der Relativpositionierbarkeit in Deckung gebracht werden können.
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Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft ein zweites, der Linse zugeordnetes Linsenhalterteil, an dessen der schrägen Stirnseite entgegengesetzter Stirnseite eine Anlage, vorzugsweise eine Plananlage, für die Linse vorgesehen ist; die Linse wird dann nach einer Lagejustage senkrecht zur Ausbreitungsrichtung mit einer Fügeverbindung an dem Linsenhalterteil fixiert.
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Im Bereich einer solchen Plananlage zwischen Linsenhalter und Linse kann die Linse vorteilhafterweise ohne eine Verkippung ihrer optischen Achse an dem Linsenhalter befestigt werden. Dies ermöglicht eine exakte Positionierung der Linse auf prinzipiell zwei unterschiedliche, jedoch auch kombinierbare Weisen: Die Linse kann einerseits schon senkrecht zur Ausbreitungsrichtung lagejustiert sein und das zweite Linsenhalteteil dann entlang der Plananlage oder entlang den schrägen Stirnseiten bis zur Plananlage eingeschoben werden; andererseits kann die Linse zunächst auch nur in Ausbreitungsrichtung justiert, der Linsenhalter längenangepasst und die Linse dann entlang der Plananlage senkrecht zur Ausbreitungsrichtung justiert werden.
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Eine im erstgenannten Fall nach der Justage senkrecht zur Ausbreitungsrichtung erfolgende Justage entlang der Ausbreitungsrichtung kann auch mit einer bereits an dem zweiten Linsenhalterteil befestigten Linse erfolgen, etwa um einen bei der Befestigung auftretenden Versatz auszugleichen.
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Im zusammengesetzten Linsenhalter liegen die Linsenhalterteile mit ihren schrägen Stirnseiten direkt aneinander an, die Stirnseiten berühren sich also. Es ist beispielsweise weder ein Klebstofffilm noch eine Immersionsflüssigkeit zwischen den Linsenhalterteilen vorgesehen.
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Gleichwohl werden besonders bevorzugt die direkt aneinander anliegenden Linsenhalterteile mit einer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung außenseitig angeordneten Fügeverbindung in ihrer Relativpositionierbarkeit zueinander blockiert.
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Generell sind hinterschneidungsfrei aneinander anliegende Linsenhalterteile bevorzugt, schneidet eine parallel zur Ausbreitungsrichtung orientierte Linie die schrägen Stirnseiten also jeweils maximal einmal. Die Linsenhalterteile werden somit nicht durch einen allein zwischen den Linsenhalterteilen vorliegenden Formschluss, also beispielsweise ein Gewinde, zusammengehalten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Stirnseite eines Linsenhalterteils plan ausgebildet. Auf diese Weise kann einerseits die Geometrie der Linsenhalterteile vereinfacht werden, was beispielsweise bei einem Massenprodukt auch Kostenvorteile bieten kann; andererseits ist mit plan ausgebildeten schrägen Stirnseiten auch eine stufenlose und damit besonders flexible bzw. genaue Längenanpassung möglich.
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Vorzugsweise ist die der schrägen Stirnseite entgegengesetzte Stirnseite eines Linsenhalterteils senkrecht zur Ausbreitungsrichtung orientiert, sodass eine Längenanpassung des Linsenhalters ohne Verkippung der optischen Achse der Linse erfolgen kann.
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Die Erfindung betrifft auch eine Laservorrichtung mit einem Laser, einer demgegenüber lagejustierten Linse und einem Linsenhalter aus mindestens zwei in Ausbreitungsrichtung aufeinander folgenden Teilen, wovon mindestens zwei jeweils eine schräg zur Ausbreitungsrichtung Stirnseite haben und mit ihren schräg orientierten Stirnseiten aneinander direkt anliegen.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Laser-RGB-Modul mit einer entsprechenden Laservorrichtung sowie dessen Verwendung als Teil eines Projektionsgeräts, insbesondere eines tragbaren Projektionsgeräts.
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Figurenliste
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
- 1 einen aus zwei keilartigen Linsenhalterteilen zusammengesetzten Linsenhalter.
- 2 einen Linsenhalter gemäß 1, der auf ein Gehäuse eines Lasers gesetzt ist.
- 3 eine Laservorrichtung mit einem Laser in einem Gehäuse, einem Linsenhalter und einer gegenüber dem Laser lagejustierten Linse.
- 4 einen aus einem rohrförmigen Linsenhalterteil und einem keilförmigen Linsenhalterteil zusammengesetzten erfindungsgemäßen Linsenhalter.
- 5 eine Laservorrichtung mit einem Laser in einem Gehäuse, das in ein rohrförmiges Linsenhalterteil gemäß 4 eingeschoben ist, und einer gegenüber dem Laser lagejustierten Linse.
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1 zeigt einen Linsenhalter 1, der aus zwei mit schrägen Stirnseiten direkt aneinander anliegenden, keilartigen und vorliegend auch baugleichen Linsenhalterteilen 2a, b zusammengesetzt ist. Die Länge des Linsenhalters 1 in Durchgangsrichtung 3 kann durch eine Relativverschiebung des Linsenhalterteiles 2a zu dem Linsenhalterteil 2b in einer zur Ausbreitungsrichtung 3 senkrechten Richtung 4a verlängert und durch Verschiebung in entgegengesetzter Richtung 4b verkürzt werden.
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Neben dem Linsenhalter 1 zeigt 1 ferner ein einzelnes Linsenhalterteil 2a, b in einer Schrägansicht (links in der Mitte) und in Ausbreitungsrichtung 3 blickend in Aufsicht (rechts unten). In dem Linsenhalterteil 2a, b ist eine ovale, in Ausbreitungsrichtung 3 durch das Linsenhalterteil 2a, b gehende Durchgangsöffnung 5a, b vorgesehen, die in dem zusammengesetzten Linsenhalter 1 mit einer ebenfalls ovalen Durchgangsöffnung des zweiten Linsenhalterteils 2a, b überlappt, sodass der zusammengesetzte Linsenhalter 1 eine Durchgangsoffnung 6 für den Laserstrahl aufweist.
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Die jeweils ovalen Durchgangsöffnungen 5a, b in den beiden Linsenhalterteilen 2a, b ermöglichen, dass bei einem gegenseitigen Verschieben der beiden Linsenhalterteile 2a, b in den beiden zur Ausbreitungsrichtung 3 senkrechten Richtungen 4a, b insgesamt eine Durchgangsöffnung 6 für den Laserstrahl übrig bleibt.
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2 zeigt einen auf ein Gehäuse 21 mit einem Kühlkörper 22 und Kontaktstiften 23 zur elektrischen Kontaktierung eines Halbleiter-Lasers (im Folgenden „Laser“) aufgesetzten Linsenhalter 1. Durch die Durchgangsöffnung 6 in dem Linsenhalter 1 blickend ist als Austrittsöffnung für den sich dann in Ausbreitungsrichtung 3 ausbreitenden Laserstrahl ein Fenster 24 in dem Gehäuse 21 zu erkennen.
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Die Kontaktstifte 23 werden in eine Leiterplatte eingelotet, wobei der Linsenhalter 1 und die hier noch nicht gezeigte und dann lagejustierte Linse vorteilhafterweise nicht unmittelbar mit der Leiterplatte verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Leiterplatte, Gehäuse und Linsenhalter bedingte Verschiebungen zwischen Linse und Laser reduzieren.
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3 zeigt eine Seitenansicht der zu 2 erläuterten Anordnung mit Gehäuse 21 und Linsenhalter 1, wobei hier auch die gegenüber dem Laser lagejustierte Linse 31 dargestellt ist. Die Linse 31 ist plan-konvex mit einem zylindrischen, plan an dem Linsenhalter 2a anliegenden Abschnitt 31a und daran anschließend einem näherungsweise kugelsegmentförmigen konvexen Abschnitt 31b. Die so in zwei geometrische Formen untergliederte, jedoch einstückige Linse 31 ist über eine Verbindung aus UV-hartenden Klebstoff 32 an dem Linsenhalterteil 2a befestigt.
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Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel sind zwei Klebstoffpunkte 32 einander gegenüberliegend vorgesehen, um einen schrumpfungsbedingten Versatz der Linse 31 zu minimieren; gleichermaßen könnten eine umlaufende Klebstoffverbindung bzw. mehrere sich jeweils gegenüberliegende Klebstoffpunkte vorgesehen werden.
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Dies gilt ebenso für die Klebstoffverbindung 33 zwischen dem Gehäuse 21 und dem Linsenhalter 2b. Die Relativpositionierbarkeit der Linsenhalterteile 2a, b ist durch die Klebstoffverbindungen 34 blockiert.
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Eine Laservorrichtung gemäß 3 wird folgendermaßen hergestellt:
- Das den Laser beherbergende Gehäuse 21 wird über den damit bereits im Zuge der Laserhäusung fest verbundenen Kühlkörper 22 (dieser ist ein Teil des Gehäuses) in einer Führungsvorrichtung durch einen Klemmsitz eingespannt; dabei werden auch die Kontaktstifte 23 elektrisch kontaktiert.
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Die Linse 31 wird mit einem Unterdruckwerkzeug an ihrem zylindrischen Abschnitt 31a gehalten und kann mit diesem Werkzeug in den drei Raumrichtungen bewegt werden. Auch die Linsenhalterteile 2a, b werden jeweils von einem eigenen Führungswerkzeug durch Unterdruck gehalten, und zwar jeweils an der jeweils größten Außenseite 35a, b. Dabei sind die Linsenhalterteile 2a, b zunächst noch nicht in der in 3 gezeigten Position, sondern befinden sich senkrecht zur Ausbreitungsrichtung außerhalb.
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Zunächst wird dann die optische Achse der Linse 31 parallel zu der Ausbreitungsrichtung 3 des nun zu Justagezwecken bereits emittierten Laserstrahls ausgerichtet; mit einer in Ausbreitungsrichtung 3 angeordneten CCD-Kamera werden Durchmesser und Auslenkung des Laserstrahls gemessen.
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In einem nächsten Schritt wird dann der Strahldurchmesser, also die Fokussierung des Laserstrahls, durch eine Verschiebung der Linse 31 entlang der Ausbreitungsrichtung 3 auf den gewünschten Wert optimiert; anschließend wird durch eine Verschiebung der Linse 31 senkrecht zur Ausbreitungsrichtung 3 eine Optimierung der Laserstrahlauslenkung vorgenommen. Sind die gewünschten Werte erreicht, liegt zwischen der dem Laser zugewandten planen Seitenflache der Linse 31 und dem Gehäuse 21 ein Spalt justageabhängiger Weite vor.
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In diesen Spalt werden im Anschluss die Linsenhalterteile 2a, b aus entgegengesetzten Richtungen eingebracht. Dabei wird das Linsenhalterteil 2a von links kommend entlang einer Plananlage an der Linse 31 eingeschoben; das Linsenhalterteil 2b wird von rechts an einer Stirnseite des Gehäuses 21 plan anliegend eingeschoben. Die Linsenhalterteile 2a, b werden eingeschoben, bis ihre schräg zur Ausbreitungsrichtung 3 orientierten Stirnseiten direkt aneinander anliegen. Ein Kontakt zwischen den Linsenhalterteilen 2a, b kann beispielsweise über eine minimale Verschiebung der Linse 31 in Ausbreitungsrichtung 3 optisch festgestellt werden, wobei ein solcher Versatz bei der vorangehenden Justage auch schon als Offset berücksichtigt werden kann.
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Nachdem die aus entgegengesetzter Richtung eingeschobenen Linsenhalterteile 2a, b mit ihren schrägen Stirnseiten in Kontakt gekommen sind, werden zur Herstellung der Fügeverbindungen 33, 34 an den Linsenhalterteilen 2a, b und an Linsenhalterteil 1 und Gehäuse 21 Klebstoffpunkte dispensiert und durch Beleuchtung mit UV-Licht gehärtet.
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In Abhängigkeit von der gewünschten Justagegenauigkeit kann die Linse 31 nun immer noch senkrecht zur Ausbreitungsrichtung 3 verschoben werden, also gegebenenfalls eine Nachjustage der Laserstrahlauslenkung erfolgen. Nach einer solchen oder ansonsten gleichzeitig mit den Klebstoffverbindungen 33, 34 werden zur Befestigung der Linse 31 an dem Linsenhalter 2a Klebstoffpunkte 32 dispensiert und durch Beleuchtung mit UV-Licht gehärtet.
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4 zeigt einen erfindungsgemäßen Linsenhalter 1 aus einem anhand von 1 erläuterteten keilförmigen Linsenhalterteil 2a und einem als rohrförmiger Körper ausgebildeten Linsenhalterteil 2c. Die Linsenhalterteile 2a, c liegen wiederum mit schräg zur Ausbreitungsrichtung orientierten Stirnseiten direkt aneinander an, sodass eine Relativverschiebung entlang den schragen Stirnseiten eine Langenänderung des Linsenhalters 1 in Durchgangsrichtung 3 bewirkt. In 4 ist das Linsenhalterteil 2c links oben in einer Schrägansicht und rechts in der Mitte in Aufsicht dargestellt. Dabei ist eine kreisförmige, sich in Ausbreitungsrichtung durch das Linsenhalterteil 2c erstreckende Durchgangsöffnung 5c zu erkennen.
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In 5 ist ein analog zu den 2 und 3 in einem Gehäuse 21 mit einem Kühlkörper 22 und Kontaktstiften 23 gehäuster Laser dargestellt. Das Linsenhalterteil 2b ist bis zu einer Anlage an dem Kühlkörper 22 auf das Gehäuse 21 aufgeschoben und durch einen Klemmsitz darauf gehalten.
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Die Montage der in 5 rechts unten gezeigten Laservorrichtung erfolgt folgendermaßen:
- Das Gehäuse 21 wird mit Sockel 22 und Kontaktstiften 23 in der zu 3 erläuterten Weise in eine Führungsvorrichtung eingespannt. Das an einem Unterdruckwerkzeug der Führungsvorrichtung gehaltene Linsenhalterteil 2c wird anschließend bis zu einer Anlage an dem Kühlkörper 22 auf das Gehäuse 21 geschoben und ist dann bereits durch einen Presssitz gehalten.
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Die Lagejustage der Linse 31 erfolgt in der zu 3 erläuterten Weise.
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Danach wird das an der Außenseite 35a von einem Unterdruckwerkzeug gehaltene Linsenhalterteil 2a von links in den Spalt zwischen der Linse 31 und dem Linsenhalterteil 2c eingeschoben, und zwar an einer dem Laser zugewandten planen Außenfläche der Linse 31a anliegend.
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Gegebenenfalls im Anschluss an eine Nachjustage der Linse 31 senkrecht zur Ausbreitungsrichtung 3 werden zwischen der Linse 31 und dem Linsenhalterteil 2a sowie zwischen diesem und dem Linsenhalterteil 2c (hier nicht gezeigte) Klebstoffpunkte dispensiert und mit UV-Licht ausgehärtet.
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Die Linsenhalterteile 2a, c sind aus einem UV-durchlassigen Kunststoff, sodass die Klebstoffpunkte auch mit einer Beleuchtung aus nur einer Richtung ausgehärtet werden können.
