DE102016004742A1 - Deflection device for radiation - Google Patents
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Abstract
Bei einer Ablenkvorrichtung (2) für Strahlung (4), mit einem Spiegel (6) zur Reflexion der Strahlung (4), und mit einem Festkörpergelenk (8), wobei das Festkörpergelenk (8) einen einstückigen Festkörper (10) aufweist, wobei der Festkörper (10) einen Fixierabschnitt (14) zur Fixierung der Ablenkvorrichtung (2) an einem Untergrund und einen Tragabschnitt (16) zum Tragen des Spiegels (6) aufweist, und wobei das Festkörpergelenk (10) mindestens ein Verstellmittel (12a, b) zur Veränderung der Relativlage zwischen Fixierabschnitt (14) und Tragabschnitt (16) aufweist, ist zumindest eine formgebende Spiegelfläche (20) des Spiegels (6) oder der gesamte Spiegel (6) als ein Oberflächenbereich (18) des Tragabschnitts (16) ausgeführt.In a deflection device (2) for radiation (4), with a mirror (6) for reflecting the radiation (4), and with a solid-state joint (8), wherein the solid-state joint (8) has a one-piece solid body (10), wherein the Solid body (10) has a fixing portion (14) for fixing the deflection device (2) to a substrate and a support portion (16) for supporting the mirror (6), and wherein the solid body joint (10) at least one adjusting means (12a, b) for Changing the relative position between fixing portion (14) and supporting portion (16), at least one shaping mirror surface (20) of the mirror (6) or the entire mirror (6) is designed as a surface region (18) of the support portion (16).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ablenkvorrichtung für Strahlung, wobei die Strahlung insbesondere ein Laserstrahl ist.The invention relates to a deflection device for radiation, wherein the radiation is in particular a laser beam.
In vielen Anwendungsgebieten besteht der Bedarf, Strahlung, insbesondere einen Laserstrahl, mit Hilfe eines Spiegels abzulenken. Die Spiegellage (Position und/oder Ausrichtung) und somit Ort und/oder Richtung der Ablenkung der Strahlung soll in vielen Fällen, zumindest in gewissen Grenzen, justierbar oder variierbar sein.In many applications there is a need to deflect radiation, in particular a laser beam, with the aid of a mirror. The mirror position (position and / or orientation) and thus the location and / or direction of the deflection of the radiation should in many cases, at least within certain limits, be adjustable or variable.
Es ist bekannt, einen verstellbaren beziehungsweise justierbaren Spiegelhalter bzw. ein entsprechendes Gelenk an einem Untergrund zu befestigen und einen separat gefertigten Spiegel am Gelenk zu befestigen. Derartige Gelenke (Festkörpergelenke oder Standardgelenke) und der darauf befestigte separat gefertigte Spiegel sind in der Regel Kaufteile, d. h. kommerziell erhältlich. Ein bekannter monolithischer Spiegelhalter ist beispielsweise das Modell IXF.50ti der Firma Siskiyou oder das Modell SN050-F3 der Firma Newport. Bekannte Spiegel sind beispielsweise das Modell 5153 der Firma Newport oder das Modell 515X der Firma New Focus Inc. Santa Clara, CA.It is known to attach an adjustable or adjustable mirror holder or a corresponding joint to a substrate and to attach a separately manufactured mirror to the joint. Such joints (solid joints or standard joints) and attached separately manufactured mirror are usually purchased parts, d. H. commercially available. A known monolithic mirror holder is, for example, the model IXF.50ti from Siskiyou or the model SN050-F3 from Newport. Known mirrors are, for example, Model 5153 from Newport or Model 515X from New Focus Inc. Santa Clara, CA.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Ablenkvorrichtung für Strahlung anzugeben.The object of the present invention is to specify an improved radiation deflecting device.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Ablenkvorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object is achieved by a deflection device according to claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention and other categories of the invention will become apparent from the other claims, the following description and the accompanying drawings.
Die Ablenkvorrichtung dient zu Ablenkung von Strahlung. Die Strahlung ist insbesondere Laserstrahlung bzw. ein Laserstrahl. Die Ablenkvorrichtung enthält einen Spiegel zur Reflexion der Strahlung. Die Ablenkvorrichtung enthält ein Festkörpergelenk. Das Festkörpergelenk enthält einen einstückigen Festkörper. Der Festkörper weist einen Fixierabschnitt auf, der zur Fixierung der Ablenkvorrichtung beziehungsweise des Festkörpers an einem Untergrund dient. Der Festkörper weist einen Tragabschnitt auf, der zum Tragen des Spiegels dient. Das Festkörpergelenk enthält außerdem mindestens ein Verstellmittel, das zur Veränderung der Relativlage zwischen Fixierabschnitt und Tragabschnitt dient. Zumindest eine formgebende Spiegelfläche des Spiegels oder der gesamte Spiegel ist als ein Oberflächenbereich des Tragabschnitts ausgeführt. Die Spiegelfläche oder der Spiegel sind insbesondere einstückig mit dem Tragabschnitt und insbesondere mit dem Festkörper ausgeführt. Insbesondere ist die Spiegelfläche oder der Spiegel durch Verformung oder Materialabtrag aus einer Rohform des Tragabschnitts bzw. des Festkörpergelenks herausgearbeitet.The deflector serves to deflect radiation. The radiation is in particular laser radiation or a laser beam. The deflection device includes a mirror for reflecting the radiation. The deflector contains a solid-state joint. The solid-state joint contains a one-piece solid. The solid body has a fixing section, which serves for fixing the deflection device or the solid on a substrate. The solid has a support portion which serves to support the mirror. The solid-state joint also contains at least one adjustment means which serves to change the relative position between the fixing section and the support section. At least one shaping mirror surface of the mirror or the entire mirror is designed as a surface region of the support section. The mirror surface or the mirror are in particular designed in one piece with the support section and in particular with the solid body. In particular, the mirror surface or the mirror is machined out by deformation or removal of material from a raw form of the support section or the solid-state joint.
Die ”Relativlage” bezeichnet eine räumliche Position und eine räumliche Ausrichtung. Eine Relativlage des Tragabschnitts und damit des Spiegels relativ zum Fixierabschnitt ist mittels des Verstellmittels verstellbar. Der Festkörper bildet ein Festkörpergelenk, da der Festkörper zumindest abschnittsweise verformbar ist, um die Relativlage zwischen dessen Tragabschnitt und Fixierabschnitt zu verändern.The "relative position" denotes a spatial position and a spatial orientation. A relative position of the support section and thus of the mirror relative to the fixing section is adjustable by means of the adjusting means. The solid forms a solid-state joint, since the solid body is at least partially deformable to change the relative position between the support portion and fixing.
Für den Fall, dass der Oberflächenbereich des Tragabschnitts lediglich als Spiegelfläche des Spiegels und nicht als gesamter Spiegel ausgeführt ist, wird anschließend eine strahlungsreflektierende Beschichtung auf den Oberflächenbereich beziehungsweise die Spiegelfläche aufgebracht. Die Formgebung des Spiegels erfolgt alleine durch die Spiegelfläche. Die Beschichtung dient nur dazu, die entsprechende Spiegelfläche mit Reflexionseigenschaften für die Strahlung zu versehen.In the event that the surface portion of the support portion is designed only as a mirror surface of the mirror and not as an entire mirror, then a radiation-reflective coating is applied to the surface region or the mirror surface. The shape of the mirror is done solely by the mirror surface. The coating serves only to provide the corresponding mirror surface with reflection properties for the radiation.
Die Ablenkvorrichtung besteht gemäß der Erfindung im Wesentlichen aus einem Bauteil, nämlich dem Festkörper, der die Umsetzung der Primärfunktion, nämlich Spiegelung und Verstellung der Relativlage, erlaubt. Dadurch wird der Montageaufwand deutlich reduziert.The deflection device according to the invention consists essentially of a component, namely the solid, which allows the implementation of the primary function, namely mirroring and adjustment of the relative position. As a result, the installation effort is significantly reduced.
Die die Strahlung reflektierende Fläche, also der Spiegel, beinhaltet gemäß der Erfindung einen Verstellmechanismus bzw. sind beide Teile integral und/oder einstückig ausgeführt. Daher entfällt die Schnittstelle zwischen dem Spiegel und einem Gelenk bzw. Verstellmechanismus. Somit werden Problematiken bei der Befestigung des Spiegels an einem Verstellmechanismus hinsichtlich Montagetoleranzen inhärent vermieden.The radiation-reflecting surface, ie the mirror, according to the invention comprises an adjusting mechanism or both parts are integral and / or integral. Therefore eliminates the interface between the mirror and a joint or adjustment mechanism. Thus, problems in mounting the mirror to an adjustment mechanism are inherently avoided in terms of mounting tolerances.
Der Spiegel und damit die reflektierende Fläche oder dessen formgebende Spiegelfläche und der Verstellmechanismus sind ein einziges Bauteil, nämlich ein Festkörper, und bestehen daher aus demselben Werkstoff. Dadurch werden die über den Betriebsbereich auftretenden temperaturbedingten(Relativ-)Verformungen durch die werkstoffspezifischen Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. Glas für den Spiegel – Klebstoff als Befestigungsmittel – Metall/Kunststoff als Verstellmechanismus) inhärent vermieden.The mirror and thus the reflective surface or its shaping mirror surface and the adjustment mechanism are a single component, namely a solid, and therefore consist of the same material. As a result, the temperature-related (relative) deformations occurring over the operating range are inherently avoided by the material-specific coefficients of thermal expansion (for example glass for the mirror-adhesive as fastening means-metal / plastic as adjusting mechanism).
Gemäß der Erfindung ergibt sich ein Spiegel mit integrierter Verstellung und Fixierung.According to the invention, a mirror results with integrated adjustment and fixation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spiegel oder zumindest dessen formgebende Spiegelfläche durch eine formgebende Bearbeitung des Tragabschnitts (in einem Roh- bzw. Zwischenbearbeitungszustand) gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der Spiegel oder die Spiegelfläche durch eine Bearbeitung des Tragabschnitts gebildet, welche eine gewünschte Reflektivität für die Strahlung erzeugt. Eine gewünschte Reflektivität ist insbesondere eine solche, die in ausreichendem Maße für die Anwendung als Spiegel bei der entsprechenden Strahlung zur Verfügung steht. So kann der Spiegel einfach aus dem Tragabschnitt bzw. dem Festkörper (in einem Zwischenbearbeitungszustand) hergestellt werden.According to a preferred embodiment, the mirror or at least its shaping mirror surface by a shaping processing of the support section (in a raw or Intermediate processing state). Alternatively or additionally, the mirror or the mirror surface is formed by a processing of the support section, which generates a desired reflectivity for the radiation. A desired reflectivity is in particular one which is sufficiently available for use as a mirror in the corresponding radiation. Thus, the mirror can be easily manufactured from the support portion or the solid (in an intermediate machining state).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spiegel oder zumindest dessen formgebende Spiegelfläche durch Bearbeitung des Oberflächenbereiches mit einem Polierverfahren hergestellt. Insbesondere durch Polierverfahren können hochqualitative Spiegelflächen am Festkörper erzeugt werden. Ein betreffendes oder geeignetes Polierverfahren ist insbesondere aus der
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Tragabschnitt zumindest im Oberflächenbereich des Spiegels ein bezüglich der Betätigung des Verstellmittels in seiner Form unveränderlicher Starrkörper. Somit ist der Spiegel keinen durch die Verstellung verursachten Verformungen des Tragabschnitts unterworfen. Das Verstellmittel greift insbesondere derart am Tragabschnitt an, dass der Oberflächenbereich des Spiegels für jede reguläre Verstellposition des Festkörpers beziehungsweise Festkörpergelenks spannungsfrei bleibt.In a preferred embodiment, the support section is at least in the surface region of the mirror with respect to the actuation of the adjusting means in its form invariable rigid body. Thus, the mirror is not subject to deformation caused by the support section. The adjusting means in particular acts on the support section such that the surface region of the mirror remains tension-free for each regular adjustment position of the solid body or solid-state joint.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass das Verstellmittel mit einer Kraftrichtung entlang einer Kraftlinie am Tragabschnitt angreift, wobei die Kraftlinie außerhalb des Oberflächenbereiches des Spiegels verläuft bzw. auf das Festkörpergelenk bzw. den Tragabschnitt auftrifft.In a preferred embodiment, this is achieved in that the adjusting means engages with a force direction along a line of force on the support section, wherein the force line extends outside the surface region of the mirror or impinges on the solid-body joint or the support section.
Der Angriffsort des Verstellmittels liegt also außerhalb des Bereichs des Spiegels bzw. der Spiegelfläche. Kraftfluss, welcher durch das Verstellmittel in den Festkörper eingebracht wird, verläuft damit nicht über den Spiegel. So bleibt der Spiegel bei jeder Verstellposition des Festkörpers kraftfrei und damit verformungsfrei.The location of attack of the adjusting means is thus outside the range of the mirror or the mirror surface. Force flow, which is introduced by the adjustment in the solid, thus does not pass over the mirror. Thus, the mirror remains free of force at each adjustment of the solid and thus deformation-free.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Festkörper einen Mittelabschnitt und der Fixierabschnitt, der Mittelabschnitt und der Tragabschnitt sind Starrkörper. Der Fixierabschnitt ist mit dem Mittelabschnitt über einen ersten, insbesondere federnd vorgespannten, verformbaren Stellabschnitt verbunden. Der Mittelabschnitt ist mit dem Tragabschnitt über einen zweiten, insbesondere federnd vorgespannten, verformbaren Stellabschnitt verbunden. Die Relativlagen zwischen Fixierabschnitt, Mittelabschnitt und Tragabschnitt sind jeweils durch das, insbesondere gegen die Federvorspannung arbeitende, Verstellmittel veränderbar. Hierdurch verformen sich erster und/oder zweiter Stellabschnitt, wobei die Starrkörper unverformt bleiben. Die Federvorspannung kommt insbesondere aus dem Material der Stellabschnitte selbst bzw. ist diesen inhärent eigen. Z. B. sind die Stellabschnitte in Form von federndem Stahl, Blech oder Kunststoff ausgeführt.In a preferred embodiment, the solid body includes a central portion and the fixing portion, the central portion and the support portion are rigid body. The fixing portion is connected to the central portion via a first, in particular resiliently biased, deformable adjusting portion. The central portion is connected to the support portion via a second, in particular resiliently biased, deformable adjusting portion. The relative positions between the fixing section, center section and support section are each variable by the, in particular acting against the spring bias, adjusting means. As a result, first and / or second adjusting section deform, the rigid bodies remaining undeformed. The spring preload comes in particular from the material of the adjusting sections themselves or is inherently inherent. For example, the control sections are designed in the form of resilient steel, sheet metal or plastic.
Da die Starrkörper in ihrer Form nicht veränderlich sind, sind nur die jeweiligen Formen der Stellabschnitte durch Einwirkung des Verstellmittels veränderbar.Since the rigid bodies are not changeable in their shape, only the respective shapes of the adjusting sections can be changed by the action of the adjusting means.
”Federnd vorgespannt” bedeutet, dass die jeweiligen Abschnitte eine definierte Relativposition zueinander einnehmen, wenn sie kraftfrei belassen werden, d. h. insbesondere keine Kraft durch die Stellmittel auf diese ausgeübt wird. Die Stellmittel greifen daher stets gegen die Rückstellkraft an, um die Abschnitte in eine andere Relativposition zueinander zu bringen."Spring biased" means that the respective sections occupy a defined relative position to each other when left free of force, d. H. in particular no force is exerted by the adjusting means on this. The adjusting means therefore always attack against the restoring force to bring the sections to another relative position to each other.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Mittelabschnitt mit dem Tragabschnitt oder der Mittelabschnitt mit dem Fixierabschnitt in einer ersten Ebene beziehungsweise ist dort angeordnet. Der verbleibende Abschnitt, der nicht in dieser Ebene liegt, also der Fixierabschnitt oder der Tragabschnitt, liegt dann in einer zweiten, zur ersten parallelen und beabstandeten Ebene beziehungsweise ist dort angeordnet.In a preferred embodiment, the middle section with the support section or the central section with the fixing section lies in a first plane or is arranged there. The remaining portion, which is not in this plane, ie the fixing portion or the support portion, then lies in a second, to the first parallel and spaced-apart plane or is arranged there.
Eine entsprechende Anordnung führt zu einer Reduzierung des erforderlichen Bauraums, da nicht alle drei Abschnitte in drei verschiedenen Ebenen und damit hintereinander angeordnet sind. Der benötigte Bauraum für die Vorrichtung ist also geringer.A corresponding arrangement leads to a reduction of the required installation space, since not all three sections are arranged in three different levels and thus one behind the other. The space required for the device is therefore lower.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stellmittel ein Gewindebolzen, der in einem Gewinde in einem Abschnitt der Gruppe Fixierabschnitt, Mittelabschnitt und Tragabschnitt geführt ist. Das Gewinde durchsetzt den Abschnitt insbesondere senkrecht. Der Gewindebolzen ist außerdem, insbesondere in einer Grundstellung der Ablenkvorrichtung senkrecht, gegen einen jeweiligen zu verstellenden anderen Gegenabschnitt aus der Gruppe verspannbar. Der Gegenabschnitt ist also verschieden von dem Abschnitt, den der Gewindebolzen durchsetzt. Insbesondere ist der Gewindebolzen senkrecht mit Hilfe des Gegengewindes bezüglich desjenigen Abschnitts ausgerichtet, den er durchsetzt. Die Ausrichtung zum Gegenabschnitt variiert je nach Position des Verstellmittels beziehungsweise der Verstellposition des Festkörpers, in der Regel im Bereich maximal einiger Grad. Insbesondere ist die Ausrichtung bzw. Verspannung zum Gegenabschnitt in der Grundstellung senkrecht.In a preferred embodiment, the adjusting means is a threaded bolt which is guided in a thread in a portion of the group Fixierabschnitt, middle section and support section. The thread penetrates the section in particular vertically. The threaded bolt is also, in particular in a basic position of the deflection vertically, against a respective to be adjusted other mating section from the group braced. The mating section is thus different from the section through which the threaded bolt passes. In particular, the threaded bolt is oriented vertically with the aid of the counter thread with respect to that portion which it passes through. The orientation to the counter portion varies depending on the position of the adjusting means or the adjustment of the solid, usually in the range of a few degrees at most. In particular, the orientation or tension is perpendicular to the counter portion in the normal position.
Ein Gewindebolzen als Stellmittel eignet sich in der Regel eher für eine statische und feste Justierung beziehungsweise Fixierung des Festkörpers beziehungsweise der Ablenkung oder Ausrichtung des Spiegels. A threaded bolt as adjusting means is generally more suitable for a static and fixed adjustment or fixation of the solid or the deflection or alignment of the mirror.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stellmittel ein Piezoelement, das insbesondere senkrecht zwischen einem Abschnitt aus der Gruppe Fixierabschnitt, Mittelabschnitt und Tragabschnitt und einem anderen Gegenabschnitt aus der Gruppe positioniert ist. Die Ausdehnung des Piezoelements zwischen Abschnitt und Gegenabschnitt, insbesondere in der senkrechten Richtung zu beiden Abschnitten, ist dabei veränderbar. ”Senkrecht” bezieht sich hier wieder auf die oben erläuterte Grundstellung. Das Piezoelement übernimmt dabei die gleiche Funktion wie der zwischen Abschnitt und Gegenabschnitt liegende Teil des Gewindebolzens, das Piezoelement ist jedoch elektrisch aktivierbar und kann mit hoher Frequenz betrieben werden, sodass hierdurch dynamische elektrisch angesteuerte Anwendungen für die Spiegelablenkung beziehungsweise -anlenkung realisierbar sind.In a preferred embodiment, the adjusting means is a piezoelectric element, which is in particular positioned vertically between a portion of the group Fixierabschnitt, middle section and support section and another counter section from the group. The expansion of the piezoelectric element between section and countersection, in particular in the vertical direction to both sections, is variable. "Vertical" here again refers to the basic position explained above. The piezoelectric element assumes the same function as the part of the threaded bolt located between the section and the countersection, but the piezoelectric element is electrically activatable and can be operated at high frequency, so that dynamic electrically controlled applications for mirror deflection or deflection can be realized.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Stellabschnitte als Mehrfachaufhängung ausgeführt werden, das heißt, mehrere einzelne Stege aufweisen, wobei jeder der Stege je zwei bzw. die benachbarten, durch den Stellabschnitt verbundenen Abschnitte (aus der Gruppe Tragabschnitt, Mittelabschnitt, Fixierabschnitt) untereinander verbindet. Insbesondere für solche Strukturen sind die genannten additiven Fertigungsverfahren besonders vorteilhaft, da hier auch komplexe gewünschte und leichtbauende Strukturen möglich sind. Die Steifigkeit der Ablenkvorrichtung beziehungsweise des Festkörpers kann dadurch angepasst werden. Bei einem Erodierverfahren wären derartige Mehrfachaufhängungen unter Umständen nur durch Nacharbeitung erreichbar.In a preferred embodiment, the adjusting sections can be designed as a multiple suspension, that is, have a plurality of individual webs, each of the webs each two or the adjacent, connected by the adjusting section sections (from the group support section, middle section, fixing) with each other. In particular, for such structures, the above-mentioned additive manufacturing methods are particularly advantageous because even complex desired and lightweight structures are possible here. The rigidity of the deflection device or the solid can be adjusted thereby. In an erosion process, such multiple suspensions might only be achievable by reworking.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Festkörper aus Aluminium oder einer Titanlegierung oder einer Nickel-Basislegierung hergestellt. Entsprechende Materialien stehen kommerziell zur Verfügung und sind leicht bearbeitbar. Die Titanlegierung ist insbesondere TiAl6V4, die Nickel-Basislegierung ist insbesondere eine solche mit der Produktbezeichnung Inconel 718.In a preferred embodiment, the solid body is made of aluminum or a titanium alloy or a nickel-based alloy. Corresponding materials are commercially available and are easy to process. The titanium alloy is in particular TiAl6V4, the nickel-based alloy is in particular one with the product name Inconel 718.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Festkörper aus einem Kunststoff hergestellt. Der Spiegel ist durch Beschichten, insbesondere Bedampfen, des Kunststoffs der formgebenden Spiegelfläche mit einer nicht formverändernden Reflexionsschicht gebildet. Ein entsprechender Kunststoff ist in der Regel selbst nicht geeignet, als reflektierendes Element für Strahlung zu dienen. Im Festkörper wird daher nur die oben erwähnte formgebende Spiegelfläche des Spiegels geschaffen. Die eigentliche reflektierende Eigenschaft des Spiegels erhält dieser dann, indem die Spiegelfläche, welche die Form des Spiegels bereits vorgibt, mit der reflektierenden Reflexionsschicht beschichtet wird. Die Reflexionsschicht als solche verändert die Form der Spiegelfläche dann nicht mehr, da diese insbesondere mit homogener und sehr geringer Dicke aufgebracht wird.In a preferred embodiment, the solid body is made of a plastic. The mirror is formed by coating, in particular vapor deposition, of the plastic of the shaping mirror surface with a non-shape-changing reflection layer. A corresponding plastic is generally not suitable itself to serve as a reflective element for radiation. In the solid state, therefore, only the above-mentioned shaping mirror surface of the mirror is created. The actual reflective property of the mirror is then obtained by the mirror surface, which already predetermines the shape of the mirror, being coated with the reflective reflection layer. As such, the reflection layer no longer changes the shape of the mirror surface, since it is applied in particular with a homogeneous and very small thickness.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Festkörper mit Hilfe eines additiven Fertigungsverfahrens und/oder mit Hilfe eines Fräsverfahrens und/oder eines Drahterodierverfahrens hergestellt. Da wie oben erläutert der Festkörper geometrisch einfach ausgeführt sein kann, ist dieser in der Regel einfach zu fertigen und kann daher mit herkömmlichen Fräsverfahren und/oder Drahterodierverfahren hergestellt werden. Auch für den Fall, dass der Festkörper eine komplexere Form aufweist, kann dieser aber auch mit Hilfe des additiven Fertigungsverfahrens hergestellt werden. Zu nennen ist hierbei insbesondere das SLM-Verfahren (selective laser melting). Bei dieser Ausführungsvariante wird insbesondere auf Basis eines CAD-Modells mit dem additiven Fertigungsverfahren das Festkörpergelenk beziehungsweise der Festkörper hergestellt.In a preferred embodiment, the solid body is produced by means of an additive manufacturing process and / or by means of a milling process and / or a wire EDM process. As explained above, the solid can be made geometrically simple, this is usually easy to manufacture and can therefore be prepared by conventional milling and / or wire EDM. Even in the event that the solid has a more complex shape, but this can also be produced using the additive manufacturing process. Particularly noteworthy here is the SLM process (selective laser melting). In this embodiment variant, in particular based on a CAD model with the additive manufacturing process, the solid-state joint or the solid body is produced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei, insbesondere mehrere Spiegel bzw. Spiegelflächen mit unterschiedlicher Neigung und/oder Krümmung auf dem gleichen Festkörper beziehungsweise Tragabschnitt, also auf dem gleichen Substrat, angeordnet bzw. realisiert. Insbesondere für den Fall, dass der Tragabschnitt ein Starrkörper ist, ist die jeweilige relative Ausrichtung der einzelnen Spiegel zueinander unveränderlich und fest. Sämtliche Spiegel werden damit gleichmäßig mittels der Verstellmittel verkippt beziehungsweise verstellt.According to a preferred embodiment, at least two, in particular a plurality of mirrors or mirror surfaces with different inclination and / or curvature are arranged or realized on the same solid body or supporting section, ie on the same substrate. In particular, in the event that the support portion is a rigid body, the respective relative orientation of the individual mirrors is immutable and fixed to each other. All mirrors are thus tilted or adjusted uniformly by means of the adjustment.
In einer alternativen Ausführungsform ist mindestens eine mechanische oder optische Referenzfläche am Festkörper, insbesondere am Tragabschnitt, angebracht. Die Orientierung dieser Referenzflächen zu den Spiegeln beziehungsweise Spiegelflächen ist bekannt. Durch eine Lage- bzw. Positionsvermessung der Referenzflächen kann somit eine Lage- bzw. Positionsvermessung der Spiegel beziehungsweise der Spiegelflächen erfolgen. Dies ist zum Beispiel dann sinnvoll, wenn die Spiegelfläche selbst zur Vermessung nicht erreichbar ist. Derartige Referenzflächen gestatten daher eine genaue Referenzierung der optischen Achsen der Spiegel im Gesamtsystem. Ausführungsformen der Erfindung, auch in Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen, gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen, werden wie folgt zusammengefasst:
Gemäß der Erfindung ergibt sich ein Spiegel mit Feineinstellung. Es ergibt sich ein, insbesondere ebener, parabolischer oder sphärischer (asphärischer), Spiegel mit integrierter monolithischer Vorrichtung (Festkörpergelenk) zur Positionierung der optischen Achse.In an alternative embodiment, at least one mechanical or optical reference surface is attached to the solid, in particular to the support section. The orientation of these reference surfaces to the mirrors or mirror surfaces is known. By a position or position measurement of the reference surfaces can thus be carried out a position or position measurement of the mirror or the mirror surfaces. This is useful, for example, if the mirror surface itself is not reachable for the measurement. Such reference surfaces therefore permit accurate referencing of the optical axes of the mirrors in the overall system. Embodiments of the invention, also in combinations of the above-mentioned embodiments, if appropriate also previously not mentioned embodiments, are summarized as follows:
According to the invention, a mirror with fine adjustment results. This results in a, in particular more level, Parabolic or spherical (aspherical) mirror with integrated monolithic device (solid state joint) for positioning the optical axis.
Die gesamte Vorrichtung, d. h. der Spiegel mit Feineinstellung anhand des Festkörpergelenks, enthält also hauptsächlich ein Bauteil (Festkörpergelenk), das im Wesentlichen drei Elemente enthält: Das primäre Element ist der Tragabschnitt einschließlich des Spiegels, also mit einer monolithisch gefertigten Spiegeloberfläche (siehe z. B.
Mit der Verwendung eines Festkörpergelenks (monolithisches Gelenk) wird eine reibungsfreie, spielfreie und wartungsfreie Verstellung des Spiegels ermöglicht.The use of a solid-state joint (monolithic joint) allows a friction-free, backlash-free and maintenance-free adjustment of the mirror.
Gemäß der Erfindung ergibt sich eine Vorrichtung zum Ausgleich der Toleranzen bei der Montage von Laserdioden unter Berücksichtigung des vorgegebenen Bauraums.According to the invention, a device for compensating the tolerances in the assembly of laser diodes, taking into account the predetermined installation space.
Ein erfindungsgemäßer Festkörper ist in der Regel einfach zu fertigen bzw. zu formen, da er geometrisch einfach aufbaubar ist.A solid according to the invention is generally easy to manufacture or to form, since it is easy to construct geometrically.
Das Festkörpergelenk besteht insbesondere aus starren und flexiblen Elementen beziehungsweise Abschnitten. Der Spiegel befindet sich auf einem starren Element, nämlich dem Tragabschnitt. Dieses starre Element befindet sich außerhalb des Kraftflusses, insbesondere entlang der Kraftlinie, der im Festkörpergelenk durch die Verstellmittel entsteht. Bei einem derart verstellbaren Spiegel bzw. einer Ablenkvorrichtung lassen sich insbesondere der Nickwinkel sowie auch der Gierwinkel einstellen, in der Regel gibt es dabei zwei getrennte Verstellmittel, wobei eines als Verstellwinkel den Nickwinkel und das andere als Verstellmittel den Gierwinkel einstellt, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.The solid-state joint consists in particular of rigid and flexible elements or sections. The mirror is located on a rigid element, namely the support section. This rigid element is located outside the power flow, in particular along the line of force that arises in the solid-state joint by the adjustment. In particular, the pitch angle and the yaw angle can be adjusted in such an adjustable mirror or a deflecting device, there are usually two separate adjusting means, one adjusts the pitch angle as adjusting and the other as adjusting the yaw angle without affecting each other ,
Die Erfindung bei Ausführung mit zwei Verstellmitteln für zwei getrennte Winkelverstellungen erlaubt auch eine automatisch motorisch angesteuerte Verkippung in zwei Achsen, wobei die Verkippung insbesondere rotationsinvariant ist.The invention in execution with two adjustment means for two separate angle adjustments also allows an automatically motor-driven tilting in two axes, the tilt is particularly rotationally invariant.
Aufgrund der steifen Anordnung bzw. des steifen Festkörpergelenks ergibt sich eine hohe Wiederholgenauigkeit. Wegen der Möglichkeit des Leichtbaus für den Festkörper können sich hohe Stellgeschwindigkeiten ergeben. Insbesondere liegt bei praktischen Ausführungen des Festkörpers dessen erste Resonanzfrequenz bei mehreren 100 Hertz, sodass ein sicherer resonanzfreier Betrieb unterhalb dieser Resonanzfrequenz möglich ist.Due to the rigid arrangement or the stiff solid-state joint results in a high repeat accuracy. Because of the possibility of lightweight construction for the solid, high speeds can result. In particular, in practical embodiments of the solid whose first resonant frequency is several hundred hertz, so that a safe resonance-free operation below this resonant frequency is possible.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:Further features, effects and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. This shows in a schematic outline sketch:
Die Verstellmittel
Das Verstellmittel
Der Festkörper
Die federnde Vorspannung bedeutet hier, dass die jeweiligen Abschnitte aufeinander zu gegen den Widerstand der Verstellmittel
Sind die drei Abschnitte zueinander parallel ausgerichtet, liegen Fixierabschnitt
Das Verstellmittel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Ablenkvorrichtungdeflector
- 44
- Strahlungradiation
- 66
- Spiegelmirror
- 88th
- FestkörpergelenkSolid joint
- 1010
- Festkörpersolid
- 12a, b12a, b
- Verstellmitteladjustment
- 1414
- Fixierabschnittfixing
- 1616
- Tragabschnittsupporting section
- 1717
- Oberflächesurface
- 1818
- Oberflächenbereichsurface area
- 2020
- Spiegelflächemirror surface
- 22a, b22a, b
- Pfeilarrow
- 2424
- Mittelabschnittmidsection
- 26a, b26a, b
- Stellabschnittsetting section
- 28a, b28a, b
- Achseaxis
- 3030
- erste Ebenefirst floor
- 3232
- zweite Ebenesecond level
- 3434
- Kraftliniepower line
- 3535
- PunktPoint
- 3636
- FixierfortsatzFixierfortsatz
- 4040
- Lasermodullaser module
- 4242
- Strahlungsquelleradiation source
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004045883 A1 [0014, 0032] DE 102004045883 A1 [0014, 0032]
Claims (15)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019118003A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Raytheon Company | Optical mount with tilt adjustment |
EP3637036A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-15 | Wilcox Industries Corp., Inc. | Optical bench |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3709208A1 (en) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Bomin Solar Gmbh & Co Kg | Mirror arrangement, use and process for producing an arrangement of this type |
DE102004045883A1 (en) | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Method of producing a mirror from a titanium-based material, and mirrors of such a material |
DE102013215091A1 (en) * | 2013-08-01 | 2014-08-07 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical module i.e. facet mirror, for optical imaging device in microlithography region for manufacturing microelectronic circuit, has supporting structure with supporting elements, where one of elements is arranged in deformed condition |
DE102013223017A1 (en) * | 2013-11-12 | 2014-11-20 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical module |
DE102013221044A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Trumpf Laser Gmbh | Optics holder for adjusting an optical element |
DE102014214016A1 (en) * | 2014-07-18 | 2015-11-05 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Lightweight structure and method for producing a lightweight structure |
-
2016
- 2016-04-20 DE DE102016004742.9A patent/DE102016004742A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3709208A1 (en) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Bomin Solar Gmbh & Co Kg | Mirror arrangement, use and process for producing an arrangement of this type |
DE102004045883A1 (en) | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Method of producing a mirror from a titanium-based material, and mirrors of such a material |
DE102013215091A1 (en) * | 2013-08-01 | 2014-08-07 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical module i.e. facet mirror, for optical imaging device in microlithography region for manufacturing microelectronic circuit, has supporting structure with supporting elements, where one of elements is arranged in deformed condition |
DE102013221044A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Trumpf Laser Gmbh | Optics holder for adjusting an optical element |
DE102013223017A1 (en) * | 2013-11-12 | 2014-11-20 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical module |
DE102014214016A1 (en) * | 2014-07-18 | 2015-11-05 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Lightweight structure and method for producing a lightweight structure |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019118003A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Raytheon Company | Optical mount with tilt adjustment |
US10712526B2 (en) | 2017-12-14 | 2020-07-14 | Raytheon Company | Optical mount with tilt adjustment |
EP3637036A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-15 | Wilcox Industries Corp., Inc. | Optical bench |
US11692793B2 (en) | 2018-10-10 | 2023-07-04 | Wilcox Industries Corp. | Optical bench |
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