DE102021127767A1

DE102021127767A1 - Apparatus and method for aligning the position of an optical grating in a short pulse laser system, and short pulse laser system

Info

Publication number: DE102021127767A1
Application number: DE102021127767.1A
Authority: DE
Inventors: Robert Bessing; Martin Liermann; Andreas Enzmann
Original assignee: Trumpf Scient Lasers Co KG GmbH; Trumpf Scientific Lasers GmbH and Co KG
Current assignee: Trumpf Scient Lasers Co KG GmbH; Trumpf Scientific Lasers GmbH and Co KG
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-04-27
Also published as: WO2023072899A2; WO2023072899A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters (2) in einem Kurzpulslasersystem, bevorzugt einem Ultrakurzpulslasersystem, umfassend eine Abstützeinheit (3) zum Abstützen gegen die Umgebung und eine um eine vertikale Drehachse (4) relativ zur Abstützeinheit (3) drehbar gelagerte, bevorzugt gleitgelagerte, Aufnahmeeinheit (5) zum Aufnehmen eines optischen Gitters (2), wobei die Vorrichtung (1) vorzugsweise eine abnehmbare Justiervorrichtung (16) zum Einstellen einer Winkelposition der Aufnahmeeinheit (5) relativ zur Abstützeinheit (3) um die vertikale Achse (4) umfasst; ferner betrifft die Erfindung ein Kurzpulslasersystem und ein Verfahren zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters (2) in einem Kurzpulslasersystem.The present invention relates to a device (1) for aligning the position of an optical grating (2) in a short-pulse laser system, preferably an ultra-short-pulse laser system, comprising a support unit (3) for support against the environment and an axis of rotation (4) about a vertical axis relative to the support unit (3) rotatably mounted, preferably slide-mounted, receiving unit (5) for receiving an optical grating (2), the device (1) preferably having a removable adjusting device (16) for adjusting an angular position of the receiving unit (5) relative to the support unit (3) about the vertical axis (4); the invention also relates to a short-pulse laser system and a method for aligning the position of an optical grating (2) in a short-pulse laser system.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem, beispielsweise einem Ultrakurzpulslasersystem, sowie ein Kurzpulslasersystem, beispielsweise ein Ultrakurzpulslasersystem.The present invention relates to a device and a method for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system, for example an ultra-short-pulse laser system, and a short-pulse laser system, for example an ultra-short-pulse laser system.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, Kurzpulslasersysteme und Ultrakurzpulslasersysteme in verschiedenen Industriebereichen und in der Forschung einzusetzen, so etwa in der Mikrobearbeitung. Kurzpulslaser und Ultrakurzpulslaser eignen sich beispielsweise für eine Vielzahl von Arten der Materialbearbeitung, so etwa zum Bohren, Abtragen, Schneiden oder dem Einbringen von Strukturen.It is known to use short-pulse laser systems and ultra-short-pulse laser systems in various industrial areas and in research, such as in micromachining. Short-pulse lasers and ultra-short-pulse lasers are suitable, for example, for a large number of types of material processing, such as drilling, ablation, cutting or the introduction of structures.

Kurzpulslaser und Ultrakurzpulslaser finden ferner Einsatz in der Medizintechnik, beispielsweise in der Ophthalmologie, unter anderem in der refraktiven Chirurgie, etwa bei in-situ Operationen zur Korrektur von Fehlsichtigkeit.Short-pulse lasers and ultra-short-pulse lasers are also used in medical technology, for example in ophthalmology, including in refractive surgery, for example in in-situ operations to correct ametropia.

Aufgrund der hohen möglichen Leistung der Laserpulse können Kurzpulslaser und Ultrakurzpulslaser weiterhin im Bereich der Multiphotonen-Spektroskopie Anwendung finden.Due to the high possible power of the laser pulses, short-pulse lasers and ultra-short-pulse lasers can continue to be used in the field of multiphoton spectroscopy.

Auch kann Terahertz-Strahlung, mithin Licht mit Wellenlängen zwischen dem infraroten Bereich und im Bereich von Millimetern, mittels des Einsatzes von Ultrakurzpulslasern erzeugt werden, basierend auf einer Absorption von Pulsen mit einer Pulslänge im Femtosekundenbereich in speziellen Halbleitern.Terahertz radiation, i.e. light with wavelengths between the infrared range and in the millimeter range, can also be generated using ultrashort pulse lasers, based on the absorption of pulses with a pulse length in the femtosecond range in special semiconductors.

Unter Kurzpulslasern versteht man gepulste Laser mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich. Ultrakurzpulslaser als Unterbereich der Kurzpulslaser werden als Laserstrahlquellen verstanden, die gepulstes Laserlicht mit einer Pulsdauer im Bereich von Pikosekunden und Femtosekunden aussenden, sogenannte Pikosekundenlaser und Femtosekundenlaser.Short-pulse lasers are pulsed lasers with a pulse duration in the nanosecond range. Ultra-short-pulse lasers as a sub-area of short-pulse lasers are understood to be laser beam sources that emit pulsed laser light with a pulse duration in the picosecond and femtosecond range, so-called picosecond lasers and femtosecond lasers.

Die extrem kurzen Laserpulse ermöglichen eine Bearbeitung beziehungsweise Beeinflussung von Materialen, ohne dass unbeabsichtigte beziehungsweise ungewollte thermische Einflüsse störend auf den Prozess einwirken beziehungsweise diese thermischen Einflüsse können zumindest gegenüber Dauerstrichlasern oder mit längeren Pulsen operierenden Lasern reduziert werden.The extremely short laser pulses enable materials to be processed or influenced without unintentional or undesired thermal influences having a disruptive effect on the process or these thermal influences can at least be reduced compared to continuous wave lasers or lasers operating with longer pulses.

Insbesondere hinsichtlich der Ultrakurzpulslaser, mithin der Pikosekundenlaser und Femtosekundenlaser, ist bereits bei vergleichsweise moderaten mittleren Leistungen eine quasi kalte Bearbeitung von Werkstücken möglich, im Wesentlichen ohne dabei einen störenden Wärmeeintrag in das Material des Werkstücks zu erhalten. Dies basiert auf dem Umstand, dass Wärmeeinleitung und Wärmeleitung einer gewissen Trägheit unterliegen, welche im Wesentlichen das Zeitfenster der kurzen Laserpulse übersteigt. Entsprechend treffen die Laserpulse nicht lange genug auf das zu bearbeitende Werkstück, um eine signifikante Wärmeleitung zu ermöglichen. Das bearbeitete Material kann somit im Vergleich zu alternativen Bearbeitungsverfahren besonders schonend bearbeitet werden. So können insbesondere sich durch Wärmeeintrag negativ verändernde Materialeigenschaften vermieden werden, beispielsweise einer Reduzierung der Korrosionsbeständigkeit bei Edelstählen, da die passivierenden Chromschichten nicht durch einen zu großen Wärmeeintrag zerstört werden.In particular with regard to the ultra-short pulse lasers, i.e. the picosecond lasers and femtosecond lasers, a quasi-cold processing of workpieces is already possible at comparatively moderate average power levels, essentially without receiving a disruptive heat input into the material of the workpiece. This is based on the fact that heat input and heat conduction are subject to a certain inertia, which essentially exceeds the time window of the short laser pulses. Accordingly, the laser pulses do not hit the workpiece to be processed long enough to enable significant heat conduction. The processed material can therefore be processed particularly gently in comparison to alternative processing methods. In particular, material properties that change negatively as a result of heat input can be avoided, for example a reduction in the corrosion resistance of stainless steels, since the passivating chromium layers are not destroyed by excessive heat input.

Ein besonderer Vorteil der Ultrakurzpulslaser sind deren vergleichsweise sehr hohen Pulsspitzenleistungen. Durch diese ist beim bearbeiteten Material ein plötzlicher, direkter Phasenübergang von fest in gasförmig ermöglicht, sodass die flüssige Phase im Wesentlichen „übersprungen“ werden kann. Die Vermeidung des Schmelzens des bearbeiteten Materials erlaubt ein qualitativ hochwertiges Bearbeitungsergebnis.A particular advantage of ultrashort pulse lasers is their comparatively very high pulse peak power. This enables a sudden, direct phase transition from solid to gaseous in the processed material, so that the liquid phase can essentially be “skipped”. Avoiding the melting of the processed material allows for a high-quality processing result.

Systeme zur Bereitstellung von Ultrakurzpulslasern mit hoher Leistung können eine gechirpte Pulsverstärkung aufweisen. Hierbei wird ein Femtosekundenpuls in einen Nanosekundenpuls transformiert und danach optisch verstärkt. Der gestreckte, verstärkte Puls wird anschließend mittels einer Kompressoreinheit in einen Femtosekundenpuls oder Pikosekundenpuls komprimiert. Als Kompressoreinheit kommt in der Regel ein optisches Gitter zum Einsatz.Systems for providing high power ultrafast lasers may exhibit chirped pulse gain. Here, a femtosecond pulse is transformed into a nanosecond pulse and then optically amplified. The stretched, amplified pulse is then compressed into a femtosecond pulse or picosecond pulse using a compressor unit. An optical grating is usually used as the compressor unit.

Hierbei ist der Abstand des optischen Gitters zu benachbarten optischen Komponenten des Lasersystems, beispielsweise reflektierenden Spiegeln, und insbesondere die Winkelausrichtung des optischen Gitters in Bezug auf die Richtung des auf das optische Gitter einfallende Licht und des vom optischen Gitter abgehende, durch das Gitter gebeugte beziehungsweise reflektierte Licht sehr exakt einzustellen, um die gewünschte Pulsdauer zu erhalten.Here, the distance between the optical grating and adjacent optical components of the laser system, for example reflecting mirrors, and in particular the angular orientation of the optical grating in relation to the direction of the light incident on the optical grating and the light emitted by the optical grating, which is diffracted or reflected by the grating Adjust the light very precisely in order to obtain the desired pulse duration.

Außerdem muss das Gitter lagestabil und winkelstabil im Lasersystem gehalten werden. Für die Ausrichtung des optischen Gitters muss dieses mithin in drei geometrischen Achsen verstellbar sein. In der Regel muss ein optisches Gitter in einem Lasersystem um eine vertikale Achse drehbar beziehungsweise schwenkbar ausgebildet sein, um einen für die Komprimierung erforderlichen Arbeitswinkel zwischen der einfallenden Strahlung und der der eintreffenden Strahlung zugewandten Oberfläche des Gitters einzustellen. Das optische Gitter ist ferner um eine erste horizontale Achse schwenkbar, durch welche eine Neigung des optischen Gitters, mithin ein Winkel zwischen der dem eintreffenden Licht zugewandten Oberfläche des Gitters und der Vertikalen, einstellbar ist und fernerhin um eine zweite horizontale Achse schwenkbar, durch welche ein Kippen des optischen Gitters ermöglicht ist. Der erforderliche Betrag der Verstellbarkeit um die horizontalen Achsen ist dabei um ein Vielfaches kleiner als der erforderliche Mindestschwenkbereich um die vertikale Achse. So kann es ausreichend sein, ein Neigen und Kippen um die beiden horizontalen Achsen von jeweils einigen Grad bereitzustellen. Für ein korrektes Einstellen des Lasersystems muss das optische Gitter jedoch zuerst in Richtung der einfallenden Strahlung orientiert werden, wobei als „Richtung“ der Orientierung Bezug genommen wird auf eine orthogonal zum optischen Gitter beziehungsweise zu dessen dem einfallenden Licht zugewandten Oberfläche orientierte geometrische Gitterachse. Anschließend ist das optische Gitter auf den Arbeitswinkel relativ zum einfallenden Licht einzustellen. Dieser kann je nach Lasersystem und Gitter beispielsweise im Bereich zwischen 50° bis 70° liegen.In addition, the grating must be held in a stable position and at a stable angle in the laser system. In order to align the optical grating, it must therefore be adjustable in three geometric axes. As a rule, an optical grating must be in be designed to be rotatable or pivotable about a vertical axis in a laser system in order to set a working angle required for the compression between the incident radiation and the surface of the grating facing the incident radiation. The optical grating can also be pivoted about a first horizontal axis, through which an inclination of the optical grating, thus an angle between the surface of the grating facing the incident light and the vertical, can be adjusted and furthermore pivoted about a second horizontal axis, through which a Tilting of the optical grating is enabled. The required amount of adjustability about the horizontal axis is many times smaller than the required minimum pivoting range about the vertical axis. Thus, it may be sufficient to provide tilt and tilt about the two horizontal axes of a few degrees each. In order to set the laser system correctly, however, the optical grating must first be oriented in the direction of the incident radiation, whereby the "direction" of the orientation refers to a geometric grating axis oriented orthogonally to the optical grating or to its surface facing the incident light. The optical grating is then adjusted to the working angle relative to the incident light. Depending on the laser system and grating, this can be in the range between 50° and 70°, for example.

Aus der CN 107577023 A ist das Prinzip der Justierung eines optischen Gitters um drei geometrische Achsen schematisch zu entnehmen.From the CN 107577023A shows the principle of adjusting an optical grating around three geometric axes.

Insbesondere bei Lasersystemen für kurze Pulse und hohe Leistungen können die Gitterkomponenten des optischen Gitters groß ausfallen, so dass das optische Gitter entsprechend große Abmaße aufweist. So kann das optische Gitter eine Breite und/oder eine Höhe bis in den Meterbereich erreichen.The grating components of the optical grating can turn out to be large, particularly in the case of laser systems for short pulses and high powers, so that the optical grating has correspondingly large dimensions. In this way, the optical lattice can reach a width and/or a height in the meter range.

Die vorgenannte Ausrichtung des optischen Gitters muss stabil und mit einer hohen Steifigkeit ausgeführt sein, damit es nach dem Ausrichten, beispielsweise während eines Transports oder während des Betriebs, nicht zu einer ungewollten Verstellung der Orientierung des optischen Gitters kommt.The aforesaid alignment of the optical grating must be stable and executed with a high level of rigidity, so that after the alignment, for example during transport or during operation, there is no unwanted shift in the orientation of the optical grating.

Um eine stabile einstellbare Positionierung des optischen Gitters bereitzustellen, ist es bekannt, die horizontalen Schwenkachsen durch übereinander angeordnete, aneinander befestigte Bauteile mit jeweils einem Gelenk zur Bereitstellung einer horizontalen Drehachse bereitzustellen. Alternativ kann auch ein Bauteil zur Bereitstellung beider horizontalen Achsen vorgesehen sein. Ein einteiliges Bauteil zur Bereitstellung zweier geometrischer Achsen mit jeweils einer maximalen Verstellbarkeit von einigen Grad ist beispielsweise der US 5,703,683 A zu entnehmen.In order to provide a stable, adjustable positioning of the optical grating, it is known to provide the horizontal pivot axes by means of components arranged one above the other and fastened to one another, each with a joint for providing a horizontal axis of rotation. Alternatively, one component can also be provided to provide both horizontal axes. A one-piece component for providing two geometric axes, each with a maximum adjustability of a few degrees, is the US 5,703,683A refer to.

Diese die beiden horizontalen Achsen bereitstellende Baugruppe wird in der Regel auf einen großen, externen Rotationstisch gesetzt, welcher gesondert die Rotation um die vertikale Achse bereitstellt.This assembly, which provides the two horizontal axes, is usually placed on a large, external rotation table, which separately provides the rotation around the vertical axis.

Derartige externe Rotationstische sind vergleichsweise groß, sie vergrößern mithin die Abmaße des Lasersystems. Ferner sind derartige externe Rotationstische teuer, so dass auch die Bereitstellungskosten für das Lasersystem dadurch in die Höhe getrieben wird.External rotary tables of this type are comparatively large, which means that they increase the dimensions of the laser system. Furthermore, external rotary tables of this type are expensive, so that the cost of providing the laser system is also pushed up as a result.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem, bevorzugt einem Ultrakurzpulslasersystem, sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved device for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system, preferably an ultra-short-pulse laser system, and a corresponding method.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem, bevorzugt einem Ultrakurzpulslasersystem, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The object is achieved by a device for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system, preferably an ultra-short-pulse laser system, having the features of claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims, the description and the figures.

Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem, bevorzugt einem Ultrakurzpulslasersystem, vorgeschlagen, umfassend eine Abstützeinheit zum Abstützen gegen die Umgebung und eine um eine vertikale Drehachse relativ zur Abstützeinheit drehbar gelagerte, bevorzugt gleitgelagerte, Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines optischen Gitters.Accordingly, a device for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system, preferably an ultra-short-pulse laser system, is proposed, comprising a support unit for supporting against the environment and a receiving unit for receiving an optical grating that is rotatably mounted about a vertical axis of rotation relative to the support unit .

Eine gegenüber herkömmlichen Ausführungen verbesserte Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem lässt sich dadurch erzielen, dass die Vorrichtung ferner eine abnehmbare Justiervorrichtung zum Einstellen einer Winkelposition der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit um die vertikale Achse aufweist.A device for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system that is improved over conventional designs can be achieved in that the device also has a removable adjustment device for adjusting an angular position of the recording unit relative to the support unit about the vertical axis.

Der Begriff „vertikal“ bezieht sich vorliegend auf eine Orientierung senkrecht zu einer Ebene des Kurzpulslasersystems in welcher sich die Laserstrahlen beziehungsweise Laserpulse im Lasersystem bewegen, bevor sie das Lasersystem in Form von Kurzpulsen verlassen. Bevorzugt ist ein Boden beziehungsweise eine zentrale Bodenplatte eines Gehäuses des Lasersystems parallel zur vorgenannten Ebene, welche auch als Erstreckungsebene des Lichtes bezeichnet werden kann, orientiert. Entsprechend ist die vertikale Richtung dann senkrecht zum Boden beziehungsweise der Bodenplatte.In the present case, the term “vertical” refers to an orientation perpendicular to a plane of the short-pulse laser system in which the laser beams or laser pulses move in the laser system before they leave the laser system in the form of short pulses. A base or a central base plate is preferably one Housing of the laser system parallel to the aforementioned plane, which can also be referred to as the plane of extension of the light, oriented. Accordingly, the vertical direction is then perpendicular to the floor or the floor plate.

Demgemäß wird der Begriff „horizontal“ als im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsebene orientiert verstanden.Accordingly, the term “horizontal” is understood as being oriented essentially parallel to the extension plane.

Die Begriffe „vertikale Drehachse“ und „vertikale Achse“ werden in diesem Dokument synonym verwendet.The terms "vertical axis of rotation" and "vertical axis" are used synonymously in this document.

Dadurch, dass die Vorrichtung eine abnehmbare Justiervorrichtung zum Einstellen einer Winkelposition der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit um die vertikale Achse aufweist, kann neben der groben Ausrichtbarkeit über die Lagerung der Aufnahmeeinheit gegenüber der Abstützeinheit um die vertikale Achse zusätzlich eine Feineinstellung beziehungsweise Feinjustierung der Ausrichtung der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit um die vertikale Achse bereitgestellt werden.Because the device has a removable adjustment device for setting an angular position of the receiving unit relative to the support unit about the vertical axis, in addition to the rough adjustability via the mounting of the receiving unit relative to the support unit about the vertical axis, fine adjustment or fine adjustment of the alignment of the receiving unit relative be provided to the support unit around the vertical axis.

Demgemäß kann die Vorrichtung eine integrale Rotationsmöglichkeit bereitstellen. Mit anderen Worten kann die drehbare Lagerung der Vorrichtung basierend auf der Abstützeinheit und der relativ zu dieser um die vertikale Achse schwenkbare Aufnahmeeinheit, insbesondere in Verbindung mit der abnehmbaren Justiervorrichtung, als integrierter Rotationstisch verstanden werden.Accordingly, the device can provide an integral rotation capability. In other words, the rotatable mounting of the device based on the support unit and the receiving unit that can be pivoted about the vertical axis relative to it, in particular in connection with the removable adjustment device, can be understood as an integrated rotary table.

Die Vorrichtung kann entsprechend im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen einen besonders stabilen und insbesondere kompakten Aufbau aufweisen.In comparison to conventional devices, the device can accordingly have a particularly stable and, in particular, compact structure.

Durch die Kombination mit der abnehmbaren Justiervorrichtung kann eine kompakte und steife Struktur bereitgestellt werden, die eine präzise Ausrichtung der Position des optischen Gitters ermöglicht.In combination with the detachable adjustment device, a compact and rigid structure can be provided, which enables precise adjustment of the position of the optical grating.

Eine gegenüber herkömmlichen Ausführungen verbesserte Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem lässt sich zudem erzielen, wenn die Vorrichtung zusätzlich oder alternativ zu der abnehmbaren Justiervorrichtung einen Aufbau umfasst, derart, dass die Aufnahmeeinheit an der Abstützeinheit gleitgelagert ist.A device for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system that is improved over conventional designs can also be achieved if the device additionally or alternatively to the removable adjustment device includes a structure such that the receiving unit is slide-mounted on the support unit.

Durch das Bereitstellen der Gleitlagerung der Aufnahmeeinheit an beziehungsweise gegenüber der Abstützeinheit kann die Vorrichtung eine integrale, stabile Rotationsmöglichkeit mit vergleichsweise hoher Steifigkeit bereitstellen. Mit anderen Worten kann die drehbare Lagerung der Vorrichtung basierend auf der Abstützeinheit und der relativ zu dieser um die vertikale Achse schwenkbare Aufnahmeeinheit als integrierter Rotationstisch verstanden werden.By providing the sliding bearing of the receiving unit on or opposite the support unit, the device can provide an integral, stable possibility of rotation with a comparatively high degree of rigidity. In other words, the rotatable mounting of the device based on the support unit and the receiving unit that can be pivoted about the vertical axis relative to it can be understood as an integrated rotary table.

Die Vorrichtung kann entsprechend in Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen einen besonders stabilen und insbesondere kompakten Aufbau aufweisen.In comparison to conventional devices, the device can accordingly have a particularly stable and, in particular, compact structure.

Die Gleitlagerung kann optional geschmiert ausgebildet sein.The plain bearing can optionally be lubricated.

Vorzugsweise ist die Justiervorrichtung ausgebildet zum Fixieren der Position der Winkelposition der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit bezogen auf die vertikale Achse. Besonders bevorzugt ist die Justiervorrichtung ausgebildet zum Fixieren der Position der Winkelposition der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit bezogen auf die vertikale Achse und zum Einstellen der Winkelposition der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit um die vertikale Achse.The adjustment device is preferably designed to fix the position of the angular position of the receiving unit relative to the support unit with reference to the vertical axis. The adjustment device is particularly preferably designed to fix the position of the angular position of the receiving unit relative to the support unit in relation to the vertical axis and to adjust the angular position of the receiving unit relative to the support unit about the vertical axis.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Justiervorrichtung eine an die Aufnahmeeinheit anbringbare aufnahmeseitige Einheit und eine an die Abstützeinheit anbringbare abstützseitige Einheit, wobei bevorzugt die Winkelposition der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit durch Interaktion der aufnahmeseitigen Einheit mit der abstützseitigen Einheit einstellbar ist.According to a further preferred embodiment, the adjusting device comprises a receiving-side unit that can be attached to the receiving unit and a supporting-side unit that can be attached to the support unit, the angular position of the receiving unit relative to the supporting unit preferably being adjustable by interaction of the receiving-side unit with the supporting-side unit.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die aufnahmeseitige Einheit einen sich bezogen auf die vertikale Achse nach radial außen erstreckenden Fortsatz, wobei der Fortsatz zumindest eine in Umfangsrichtung weisende, gegen die Vertikale geneigte Seitenfläche umfasst, und wobei die aufnahmeseitige Einheit einen in Richtung der vertikalen Achse verstellbaren Einstellkörper mit einer korrespondierend zur Seitenfläche orientierten, die Seitenfläche kontaktierenden Keilfläche aufweist. Durch Verstellen der Position des Einstellkörpers relativ zum Fortsatz in Richtung der vertikalen Achse kann entsprechend eine Orientierung des Fortsatzes und mithin der Aufnahmeeinheit in Umfangsrichtung bezogen auf die vertikale Achse verändert werden.According to a further preferred embodiment, the unit on the receiving side comprises an extension that extends radially outwards in relation to the vertical axis, the extension comprising at least one side surface pointing in the circumferential direction and inclined relative to the vertical, and wherein the unit on the receiving side has a side surface that can be adjusted in the direction of the vertical axis Adjusting body with a corresponding to the side surface oriented, the side surface contacting wedge surface. By adjusting the position of the adjustment body relative to the extension in the direction of the vertical axis, an orientation of the extension and therefore of the receiving unit can be changed in the circumferential direction in relation to the vertical axis.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Fortsatz bezogen auf die Umfangsrichtung beidseitig jeweils eine gegen die Vertikale geneigte Seitenfläche umfasst, und wobei die aufnahmeseitige Einheit bezogen auf die Umfangsrichtung beidseitig des Fortsatzes jeweils einen in Richtung der vertikalen Achse verstellbaren Einstellkörper mit einer korrespondierend zur Seitenfläche der jeweiligen Seite orientierten, die jeweilige Seitenfläche kontaktierenden Keilfläche aufweist.It has been found to be advantageous if the extension comprises a side face inclined to the vertical on both sides in relation to the circumferential direction, and the receiving term unit based on the circumferential direction on both sides of the extension in each case an adjustable in the direction of the vertical axis adjusting element with a corresponding to the side surface of the respective side oriented, the respective side surface contacting wedge surface.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die aufnahmeseitige Einheit abnehmbar an der Aufnahmeeinheit angeordnet, bevorzugt befestigt.According to a further preferred embodiment, the receiving-side unit is arranged detachably on the receiving unit, preferably fastened.

Alternativ oder zusätzlich kann die abstützseitige Einheit abnehmbar an der Abstützeinheit angeordnet, bevorzugt befestigt, sein.Alternatively or additionally, the unit on the support side can be detachably arranged, preferably fastened, on the support unit.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Einstellkörper in Richtung der vertikalen Achse verschiebbar an der Abstützeinheit geführt.According to a further preferred embodiment, the adjustment body is guided on the support unit so that it can be displaced in the direction of the vertical axis.

Vorzugsweise ist der Einstellkörper in Richtung der vertikalen Achse und senkrecht zur vertikalen Achse, bevorzugt tangential zur Umfangsrichtung bezogen auf die vertikale Achse, verschiebbar an der Abstützeinheit angeordnet, wobei bevorzugt der Einstellkörper ein im Wesentlichen tangential zur Umfangrichtung orientiertes, den Einstellkörper in Richtung der vertikalen Achse durchdringendes Langloch aufweist, wobei der Einstellkörper bevorzugt via des Langlochs an einem sich in vertikaler Richtung durch das Langloch erstreckenden, fest an der Abstützeinheit angeordneten Führungsachsenelement geführt ist. So kann ein Klemmen der Komponenten der Justiervorrichtung entgegengewirkt werden. Zudem kann sich die Ausrichtung des Einstellkörpers bei einer Änderung der Winkelposition der Aufnahmeeinheit um die vertikale Achse der neuen Orientierung der aufnahmeseitigen Einheit anpassen.The adjustment body is preferably arranged on the support unit so that it can be displaced in the direction of the vertical axis and perpendicularly to the vertical axis, preferably tangentially to the circumferential direction in relation to the vertical axis, with the adjustment body preferably being oriented essentially tangentially to the circumferential direction, the adjustment body in the direction of the vertical axis has a penetrating slot, the adjustment body preferably being guided via the slot on a guide axis element which extends in the vertical direction through the slot and is fixedly arranged on the support unit. In this way, jamming of the components of the adjustment device can be counteracted. In addition, when the angular position of the receiving unit changes about the vertical axis, the alignment of the adjustment body can adapt to the new orientation of the unit on the receiving side.

Um eine gleichmäßige Kraftverteilung und einen besonders steifen Aufbau der Justiervorrichtung zu erziehen, weist der Einstellkörper gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auf seiner der Keilfläche gegenüberliegend gelegenen Seite eine gegen die Vertikale geneigte Keilführungsfläche auf, wobei die Keilführungsfläche mit einer an einem Führungsblock vorgesehenen, korrespondierend zur Führungskeilfläche orientierten Führungsfläche in Kontakt ist, wobei bevorzugt die Keilfläche und die Keilführungsfläche in Bezug auf die Vertikale in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind.In order to achieve an even distribution of force and a particularly rigid construction of the adjusting device, according to a further preferred embodiment, the adjustment body has a wedge guide surface inclined to the vertical on its side opposite the wedge surface, the wedge guide surface having a wedge guide surface provided on a guide block, corresponding to the guide wedge surface oriented guide surface is in contact, preferably wherein the wedge surface and the wedge guide surface are inclined in opposite directions with respect to the vertical.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Führungsblock gegenüber der Abstützeinheit um eine Achse parallel zur vertikalen Achse schwenkbar gelagert. Dadurch kann sich der Führungsblock an eine aufgrund einer Bewegung des Fortsatzes geänderte Orientierung des Einstellkörpers anpassen. Entsprechend kann erzielt werden, dass der Führungsblock mit dem Einstellkörper stets einen Flächenkontakt zueinander ausbilden.According to a further preferred embodiment, the guide block is mounted so that it can pivot relative to the support unit about an axis parallel to the vertical axis. As a result, the guide block can adapt to a changed orientation of the adjustment body due to a movement of the extension. Accordingly, it can be achieved that the guide block and the setting body always form surface contact with one another.

Wie bereits oben erwähnt, ist die Aufnahmeeinheit vorzugsweise an der Abstützeinheit gleitgelagert.As already mentioned above, the receiving unit is preferably slide-mounted on the support unit.

Es hat sich hierbei als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Abstützeinheit eine bevorzugt kreisförmige Aufnahme zum axialen und radialen Lagern der Aufnahmeeinheit aufweist. Vorzugsweise ist ein Gleitring zum Bereitstellen der Gleitlagerung an der zur Abstützeinheit weisenden Seite der Aufnahmeeinheit angeordnet und bevorzugt in der kreisförmigen Aufnahme aufgenommen, wobei bevorzugt der Gleitring über eine radiale Außenfläche mit einer radialen Innenfläche der kreisförmigen Aufnahme zusammenwirkt, um den Gleitring radial zu positionieren beziehungsweise zu lagern, und/oder der Gleitring über eine axialen Gleitfläche mit einer axialen Führungsfläche der kreisförmigen Aufnahme zusammenwirkt, um den Gleitring axial zu positionieren beziehungsweise zu lagern.In this context, it has proven to be advantageous if the support unit has a preferably circular receptacle for axially and radially supporting the receptacle unit. A slide ring for providing the slide bearing is preferably arranged on the side of the receiving unit facing the support unit and is preferably received in the circular seat, with the slide ring preferably interacting via a radial outer surface with a radial inner surface of the circular seat in order to radially position or close the slide ring store, and / or the sliding ring cooperates via an axial sliding surface with an axial guide surface of the circular receptacle in order to position or store the sliding ring axially.

Der Gleitring weist bevorzugt ein von der Abstützeinheit und/oder der Aufnahmeeinheit verschiedenes Material auf. Aus Versuchen konnte ermittelt werden, dass eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Gleitrings eine Messinglegierung aufweist. Der Gleitring kann ferner an zumindest einer zur Lagerung vorgesehenen Fläche, bevorzugt einer Richtung Abstützeinheit weisenden axialen Gleitfläche und/oder einer radialen Fläche, bevorzugt einer radialen Außenfläche, eine geschliffene Oberfläche umfassen und/oder mit einem Schmiermittel versehen sein.The slide ring preferably has a different material from the support unit and/or the receiving unit. It was possible to determine from tests that a particularly advantageous embodiment of the slide ring has a brass alloy. The sliding ring can also comprise a ground surface and/or be provided with a lubricant on at least one surface provided for storage, preferably an axial sliding surface pointing in the direction of the support unit and/or a radial surface, preferably a radial outer surface.

Die Abstützeinheit und/oder die Aufnahmeeinheit sind einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß im Wesentlichen aus einer hochfesten Aluminiumlegierung ausgebildet.According to a further preferred embodiment, the support unit and/or the receiving unit are essentially made of a high-strength aluminum alloy.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Führungsfläche segmentiert ausgebildet.According to a further preferred embodiment, the guide surface is segmented.

Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsfläche durch zumindest eine an der Abstützeinheit angeordnete Gleitplatte ausgebildet sein, wobei die Führungsfläche bevorzugt durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilten, bevorzugt gleichmäßig verteilten, Gleitplatten bereitgestellt ist. Wenn die Gleitplatten in Umfangsrichtung betrachtet voneinander beabstandet sind, bilden die in Richtung Aufnahmeeinheit weisenden Oberflächen der Gleitplatten gemeinsam entsprechend eine segmentierte Führungsfläche aus.Alternatively or additionally, the guide surface can be formed by at least one sliding plate arranged on the support unit, the guide surface preferably being provided by a plurality of sliding plates distributed, preferably evenly distributed, in the circumferential direction. If the sliding plates are spaced apart from one another, viewed in the circumferential direction, the surfaces of the sliding plates pointing in the direction of the receiving unit together correspondingly form a segmented guide surface.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die zumindest eine Gleitplatte eine Stahllegierung umfasst, bevorzugt eine Edelstahllegierung. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest eine Gleitplatte eine geschliffene Oberfläche und/oder eine mit einem Schmiermittel versehene Oberfläche aufweisen.It has proven to be advantageous if the at least one sliding plate comprises a steel alloy, preferably a high-grade steel alloy. Alternatively or additionally, the at least one sliding plate can have a ground surface and/or a surface provided with a lubricant.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Niederhalter an der Abstützeinheit vorgesehen, wobei der zumindest eine Niederhalter ausgebildet ist, die Aufnahmeeinheit, bevorzugt den Gleitring der Aufnahmeeinheit, in einer vorgegebenen Lagerungsposition zu halten, wobei bevorzugt der zumindest eine Niederhalter einen mittels eines Federelements auf den Gleitring vorgespannten Niederhalterkörper aufweist. Der Niederhalterkörper ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass er eine via des Federelements bereitgestellte Vorspannkraft in Richtung der Abstützeinheit auf die Aufnahmeeinheit, bevorzugt den Gleitring, aufbringt. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Niederhaltern vorgesehen.According to a further preferred embodiment, at least one hold-down device is provided on the support unit, with the at least one hold-down device being designed to hold the receiving unit, preferably the slide ring of the receiving unit, in a predetermined storage position, with the at least one hold-down device preferably applying pressure to the Glide ring has prestressed hold-down body. The hold-down body is preferably arranged in such a way that it applies a prestressing force provided via the spring element in the direction of the support unit to the receiving unit, preferably the slide ring. A plurality of hold-down devices is preferably provided.

Der zumindest eine Niederhalter und die Justiervorrichtung sind vorzugweise in Umfangsrichtung gesehen gleichmäßig verteilt angeordnet.The at least one hold-down device and the adjusting device are preferably arranged in a uniformly distributed manner, viewed in the circumferential direction.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Aufnahmeeinheit ein erstes Gelenk zum Neigen der Gitteraufnahme um eine erste horizontale Achse und/oder ein zweites Gelenk zum Kippen der Gitteraufnahme um eine zweite horizontale Achse, wobei das erste Gelenk und/oder das zweite Gelenk bevorzugt ein Festkörpergelenk sind. Vorzugsweise sind die erste horizontale Achse und die zweite horizontale Achse im Wesentlichen orthogonal zueinander orientiert. Mit anderen Worten können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Projektionen der ersten und zweiten horizontalen Achse auf eine Ebene senkrecht zur vertikalen Achse senkrecht zueinander orientiert sein beziehungsweise einen Winkel von in Wesentlichen 90° einschließen.According to a further preferred embodiment, the receiving unit comprises a first joint for tilting the grating holder about a first horizontal axis and/or a second joint for tilting the grating holder about a second horizontal axis, the first joint and/or the second joint preferably being a flexure joint . Preferably, the first horizontal axis and the second horizontal axis are oriented substantially orthogonal to each other. In other words, according to a preferred embodiment, the projections of the first and second horizontal axes can be oriented perpendicular to one another on a plane perpendicular to the vertical axis or enclose an angle of essentially 90°.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Kurspulslasersystem, bevorzugt ein Ultrakurzpunktlasersystem, mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.The object set above is also achieved by a course pulse laser system, preferably an ultra-short point laser system, having the features of claim 12. Advantageous developments result from the present description and the figures.

Entsprechend wird ein Kurspulslasersystem, bevorzugt ein Ultrakurzpulslasersystem, vorgeschlagen, umfassend eine Laserlichtquelle und ein optisches Gitter zum Komprimieren eines Laserlichtpulses der Laserlichtquelle.Accordingly, a course pulse laser system, preferably an ultra-short pulse laser system, is proposed, comprising a laser light source and an optical grating for compressing a laser light pulse of the laser light source.

Das Kurzpulslasersystem umfasst ferner eine Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.The short-pulse laser system further comprises a device for aligning the position of an optical grating according to one of the embodiments described above.

Dadurch, dass das Kurzpulslasersystem eine Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen umfasst, können die hinsichtlich der Vorrichtung beschriebenen Vorteile und Wirkungen analog auch durch das Kurzpulslasersystem erzielt werden.Because the short-pulse laser system includes a device for aligning the position of an optical grating according to one of the above embodiments, the advantages and effects described with regard to the device can also be achieved analogously by the short-pulse laser system.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. The object set above is also achieved by a method for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system having the features of claim 13.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.Advantageous developments of the method result from the dependent claims and the present description and the figures.

Entsprechend wird ein Verfahren zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem, vorgeschlagen, umfassend die Schritte des Bereitstellens einer Vorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsformen, des Ausrichtens des optischen Gitters in einem Winkel von 0° relativ zur Richtung des auf das Gitter auftreffenden Laserstrahls, des zumindest teilweisen Abnehmens der Justiervorrichtung von der Abstützeinheit und/oder der Aufnahmeeinheit, des Voreinstellens der Winkelposition des optischen Gitters auf einen vorgegebenen Winkel relativ zur Richtung des auf das Gitter auftreffenden Laserstrahls durch Drehen der Aufnahmeeinheit relativ zur Abstützeinheit um die vertikale Drehachse, des Anbringens der Justiervorrichtung, und des Justierens, bevorzugt Feinjustierens beziehungsweise Feineinstellens, der Winkelposition des optischen Gitters auf einen im System erforderlichen Arbeitswinkel mittels der Justiervorrichtung.Accordingly, a method for aligning the position of an optical grating in a short-pulse laser system is proposed, comprising the steps of providing a device according to one of the embodiments described above, aligning the optical grating at an angle of 0° relative to the direction of impinging on the grating laser beam, the at least partial removal of the adjusting device from the support unit and/or the receiving unit, the presetting of the angular position of the optical grating to a predetermined angle relative to the direction of the laser beam impinging on the grating by rotating the receiving unit relative to the supporting unit about the vertical axis of rotation, des Attaching the adjusting device and adjusting, preferably finely adjusting or fine tuning, the angular position of the optical grating to a working angle required in the system by means of the adjusting device.

Durch das Verfahren können die oben beschriebenen Vorteile und Wirkungen in analoger Weise erzielt werden.The advantages and effects described above can be achieved in an analogous manner by the method.

Vorzugsweise wird im Schritt des zumindest teilweisen Abnehmens der Justiervorrichtung eine aufnahmeseitige Einheit der Justiervorrichtung und/oder zumindest ein an einer abstützseitigen Einheit der Justiervorrichtung angeordneter Einstellkörper abgenommen.Preferably, in the step of at least partially removing the adjusting device, a receiving-side unit of the adjusting device and/or at least one adjustment body arranged on a support-side unit of the adjusting device is removed.

Figurenlistecharacter list

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters in einem Kurzpulslasersystem;
2 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 1;
3 schematisch eine weitere Schnittansicht durch die Vorrichtung aus 1;
4 schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Abstützeinheit der Vorrichtung aus 1;
5 schematisch eine Draufsicht auf die Abstützeinheit aus 4;
6 schematisch eine weitere Draufsicht der Abstützeinheit der Vorrichtung aus 4;
7 schematisch eine weitere Schnittansicht durch die Vorrichtung aus 1;
8 schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Justiervorrichtung der Vorrichtung aus 1;
9 schematisch eine Seitenansicht der Justiervorrichtung der Vorrichtung aus 1;
10 schematisch eine perspektivische Detailansicht eines Einstellkörpers der Justiervorrichtung gemäß der 8 und 9; und
11A bis 11C jeweils schematisch eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 1.

Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. show:

1 schematically shows a perspective side view of a device for aligning the Position of an optical grating in a short pulse laser system;
2 schematically shows a side view of the device 1 ;
3 schematically shows another sectional view through the device 1 ;
4 schematically shows a perspective side view of a support unit of the device 1 ;
5 schematically shows a plan view of the support unit 4 ;
6 1 schematically shows another top view of the support unit of the device 4 ;
7 schematically shows another sectional view through the device 1 ;
8th schematically shows a perspective side view of an adjusting device of the device 1 ;
9 schematically shows a side view of the adjustment device of the device 1 ;
10 schematically shows a perspective detailed view of an adjustment body of the adjustment device according to FIG 8th and 9 ; and
11A until 11C each schematically shows a plan view of the device 1 .

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies.

In 1 ist schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Ausrichten der Position eines optischen Gitters 2 in einem Kurzpulslasersystem gezeigt.In 1 shows schematically a perspective side view of a device 1 for aligning the position of an optical grating 2 in a short pulse laser system.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Abstützeinheit 3 zum Abstützen gegen die Umgebung, vorliegend zur Befestigung auf einer Bodenplatte des Lasersystems (nicht gezeigt). Ferner umfasst sie eine um eine vertikale Drehachse 4 relativ zur Abstützeinheit 3 drehbar gelagerte Aufnahmeeinheit 5, in welcher das optische Gitter 2 in einer Gitteraufnahme der Aufnahmeeinheit 5 aufgenommen ist.The device 1 comprises a support unit 3 for support against the environment, in this case for attachment to a base plate of the laser system (not shown). Furthermore, it comprises a receiving unit 5 which is mounted rotatably about a vertical axis of rotation 4 relative to the support unit 3 and in which the optical grating 2 is received in a grating receptacle of the receiving unit 5 .

Im Folgenden wird die Ausrichtung des optischen Gitters 2 in Bezug auf eine geometrische Gitterachse 10 des optischen Gitters 2 beschrieben, welche orthogonal orientiert ist zur Oberfläche 11 des optischen Gitters 2 beziehungsweise zu einer parallel zur Oberfläche 11 beziehungsweise zu einer in 1 sichtbaren Vorderseite des optischen Gitters 2 orientierten Ebene.The alignment of the optical grating 2 is described below in relation to a geometric grating axis 10 of the optical grating 2, which is oriented orthogonally to the surface 11 of the optical grating 2 or to a parallel to the surface 11 or to an in 1 visible front of the optical lattice 2 oriented plane.

Die Aufnahmeeinheit 5 ist vorliegend ausgebildet aus einem ersten Aufnahmeteil 8, welches ein erstes Gelenk (hier nicht gezeigt) umfasst, und einem zweiten Aufnahmeteil 6, welches ein zweites Gelenk 7 umfasst. Das zweite Gelenk 7 ist als Festkörpergelenk ausgebildet und stellt ein Schwenken des optischen Gitters 2 um eine zweite horizontale Achse 9 innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereich von einigen Grad, beispielsweise 5 oder 10 Grad, bereit. Das Schwenken des optischen Gitters 2 um die zweite horizontale Achse 9 entspricht einem Kippen des optischen Gitters 2.In the present case, the receiving unit 5 is formed from a first receiving part 8 which includes a first joint (not shown here), and a second receiving part 6 which includes a second joint 7 . The second joint 7 is designed as a flexure joint and provides a pivoting of the optical grating 2 about a second horizontal axis 9 within a predetermined angular range of a few degrees, for example 5 or 10 degrees. The pivoting of the optical grating 2 about the second horizontal axis 9 corresponds to a tilting of the optical grating 2.

Wie unter anderem aus 3, welche schematisch eine Schnittansicht durch die Vorrichtung 1 aus 1 zeigt, zu entnehmen, ist auch das erste Gelenk 12 als Festkörpergelenk ausgebildet. Das erste Gelenk 12 stellt ein Schwenken des optischen Gitters 2 um eine erste horizontale Achse 13 innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereich von einigen Grad, beispielsweise 5 oder 10 Grad, bereit. Das Schwenken des optischen Gitters 2 um die erste horizontale Achse 13 entspricht einem Neigen des optischen Gitters 2, anders ausgedrückt einer Änderung des zwischen der Oberfläche 11 und der Vertikalen, welche hier parallel zur vertikalen Achse 4 orientiert ist, eingeschlossenen Winkels.How among other things 3 , which schematically shows a sectional view through the device 1 1 shows, can be seen, the first joint 12 is designed as a solid joint. The first joint 12 provides a pivoting of the optical grating 2 about a first horizontal axis 13 within a predetermined angular range of a few degrees, for example 5 or 10 degrees. Pivoting the optical grating 2 about the first horizontal axis 13 corresponds to a tilting of the optical grating 2, in other words a change in the angle enclosed between the surface 11 and the vertical, which is oriented parallel to the vertical axis 4 here.

Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist die Aufnahmeeinheit 5 an der Abstützeinheit 3 gleitgelagert. Hierzu umfasst die Abstützeinheit 3 eine kreisförmige Aufnahme 14 zum axialen und radialen Lagern der Aufnahmeeinheit 5. Um eine hohe Steifigkeit der Aufnahmeeinheit 5 und der Abstützeinheit 3 bereitstellen zu können, weisen diese jeweils eine hochfeste Aluminiumlegierung, beispielsweise eine „7000er“ Aluminiumlegierung, auf. Um eine leichtgängige Gleitlagerung bereitzustellen, ist ein Gleitring 15 zwischen Abstützeinheit 3 und Aufnahmeeinheit 5 vorgesehen, welcher an der zur Abstützeinheit 3 weisenden Seite der Aufnahmeeinheit 5 befestigt und in der kreisförmigen Aufnahme 14 aufgenommen ist. Vorliegend weist der Gleitring 15 eine Messinglegierung auf.In the embodiment according to 1 the receiving unit 5 is slide-mounted on the support unit 3 . For this purpose, the support unit 3 includes a circular receptacle 14 for axially and radially supporting the support unit 5. In order to be able to provide a high degree of rigidity of the support unit 5 and the support unit 3, they each have a high-strength aluminum alloy, for example a "7000" aluminum alloy. In order to provide a smooth sliding bearing, a slide ring 15 is provided between the support unit 3 and the receiving unit 5 , which is attached to the side of the receiving unit 5 facing the support unit 3 and is received in the circular receptacle 14 . In the present case, the sliding ring 15 has a brass alloy.

Die Vorrichtung 1 weist ferner eine abnehmbare Justiervorrichtung 16 zum Einstellen einer Winkelposition der Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 um die vertikale Achse 4 im Sinne einer Feinjustierung auf. Auf die Justiervorrichtung 16 wird weiter unten im Detail eingegangen.The device 1 also has a removable adjustment device 16 for setting an angular position of the receiving unit 5 relative to the support unit 3 about the vertical axis 4 in the sense of a fine adjustment. The adjusting device 16 will be discussed in detail further below.

2 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung 1 aus 1, wobei ein Teilbereich des zweiten Aufnahmeteils 6 (in 2 auf der linken Seite) geschnitten dargestellt ist, so dass das Prinzip des Kippens um die via des zweiten Gelenks 7 bereitgestellte zweite horizontale Achse 9 innerhalb der Grenzen des mittels des Bezugszeichens 17 angedeuteten vorgegebenen Kippwinkels ersichtlich ist. 2 FIG. 12 schematically shows a side view of the device 1. FIG 1 , wherein a portion of the second receiving part 6 (in 2 on the left Page) is shown in section, so that the principle of tilting about the second horizontal axis 9 provided via the second joint 7 within the limits of the predetermined tilting angle indicated by the reference number 17 can be seen.

Das zweite Aufnahmeteil 6 ist einstückig ausgebildet und weist einen oberen Abschnitt 18 und einen unteren Abschnitt 19 auf, welche durch einen Spalt 20 im Wesentlichen voneinander getrennt vorliegen. Die Abschnitte 18, 19 sind mittig über das zweite Festkörpergelenk 7 verbunden, und zusätzlich über seitlich angeordnete, gabelartige Biegestrukturen 21, welche aufgrund ihrer gabelartigen, mithin biegeweichen Ausbildung ein Schwenken des oberen Abschnitts 18 relativ zum unteren Abschnitt 19 um die via des zweiten Gelenks 7 bereitgestellte zweite horizontale Achse 9 nur unwesentlich beeinflussen.The second receiving part 6 is designed in one piece and has an upper section 18 and a lower section 19 which are essentially separated from one another by a gap 20 . The sections 18, 19 are connected centrally via the second flexure joint 7, and additionally via laterally arranged, fork-like bending structures 21, which, due to their fork-like and therefore flexible design, allow the upper section 18 to pivot relative to the lower section 19 around the via of the second joint 7 provided second horizontal axis 9 affect only insignificantly.

Die gabelartigen Biegestrukturen 21 tragen jedoch zur Erhöhung der Steifigkeit des zweiten Aufnahmeteils 6 bezüglich eines Schwingens beziehungsweise dadurch bezüglich eines Reduzierens oder gar Verhinderns von Schwingungen um eine Achse parallel zur ersten horizontalen Achse 13 während des Betriebs des Lasersystems bei.However, the fork-like bending structures 21 contribute to increasing the rigidity of the second receiving part 6 with regard to vibration or thereby with regard to reducing or even preventing vibrations about an axis parallel to the first horizontal axis 13 during operation of the laser system.

Auf der in 2 linken Seite umfasst das zweite Aufnahmeteil 6 einer Feder 22, welche die Abschnitte 18, 19 auf der linken Seite entsprechend auseinander drückt. Auf der bezogen auf das zweite Gelenk 7 gegenüberliegenden Seite (in 2 rechts) umfasst das zweite Aufnahmeteil 6 eine Feinstellschraube 23, mittels derer die Orientierung der Abschnitte 18, 19 zueinander einstellbar ist. Nach Erreichen der gewünschten Orientierung um die zweite horizontale Achse 9 kann der zweite Abschnitt 18 relativ zum zweiten Abschnitt mittels zusätzlich vorgesehener Bügel 24 (siehe auch 1) einer und/oder einer zusätzlich auf Seiten der Feder 22 vorgesehenen Konterschraube 25 fixiert und somit ein Schwenken um die zweite horizontale Achse 9 blockiert werden.on the inside 2 On the left side, the second receiving part 6 includes a spring 22, which presses the sections 18, 19 apart on the left side accordingly. On the opposite side (in 2 right), the second receiving part 6 includes a fine adjustment screw 23, by means of which the orientation of the sections 18, 19 relative to one another can be adjusted. After the desired orientation about the second horizontal axis 9 has been reached, the second section 18 can be adjusted relative to the second section by means of additionally provided brackets 24 (see also 1 ) of one and/or a lock screw 25 that is additionally provided on the side of the spring 22 and thus pivoting about the second horizontal axis 9 can be blocked.

Wie oben bereits erwähnt, ist aus 3 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung 1 aus 1 zu entnehmen, so dass das Prinzip des Neigens um die via des ersten Gelenks 12 bereitgestellte erste horizontale Achse 13 innerhalb der Grenzen des mittels des Bezugszeichens 26 angedeuteten vorgegebenen Neigungswinkels ersichtlich ist.As mentioned above, is off 3 a sectional view through the device 1 1 1, so that the principle of tilting about the first horizontal axis 13 provided via the first joint 12 within the limits of the predetermined tilt angle indicated by the reference number 26 can be seen.

Das erste Aufnahmeteil 8 ist einstückig ausgebildet und weist einen oberen Abschnitt 27 und einen unteren Abschnitt 28 auf, welche durch einen Spalt 29 im Wesentlichen voneinander getrennt vorliegen. Die Abschnitte 27, 28 sind nur über das erste Festkörpergelenk 12 miteinander verbunden.The first receiving part 8 is designed in one piece and has an upper section 27 and a lower section 28 which are essentially separated from one another by a gap 29 . The sections 27 , 28 are only connected to one another via the first solid-state joint 12 .

Auf der in 3 rechten Seite umfasst das erste Aufnahmeteil 8 einer Feder 30, welche die Abschnitte 27, 28 auf der rechten Seite entsprechend auseinander drückt. Auf der bezogen auf das erste Gelenk 12 gegenüberliegenden Seite (in 3 links) umfasst das erste Aufnahmeteil 8 eine Feinstellschraube 31, über welche die Orientierung der Abschnitte 27, 28 zueinander einstellbar ist. Nach Erreichen der gewünschten Orientierung um die erste horizontale Achse 13 kann der erste Abschnitt 27 relativ zum zweiten Abschnitt 28 mittels einer zusätzlich vorgesehenen Konterschraube 32 und/oder zusätzlich vorgesehener Bügel (nicht gezeigt) fixiert und somit ein Schwenken um die erste horizontale Achse 13 blockiert werden.on the inside 3 The right-hand side comprises the first receiving part 8 of a spring 30, which presses the sections 27, 28 apart on the right-hand side accordingly. On the opposite side (in 3 left), the first receiving part 8 includes a fine adjustment screw 31, via which the orientation of the sections 27, 28 relative to one another can be adjusted. After the desired orientation about the first horizontal axis 13 has been reached, the first section 27 can be fixed relative to the second section 28 by means of an additionally provided lock screw 32 and/or additionally provided bracket (not shown), thus blocking pivoting about the first horizontal axis 13 .

Das erste und zweite Aufnahmeteil 8, 6 sind entsprechend jeweils in Bezug auf die durch sie jeweils bereitgestellte Achse 13, 9 im Wesentlichen analog aufgebaut beziehungsweise weisen die gleiche Struktur auf.The first and second receiving parts 8, 6 are correspondingly constructed essentially analogously in relation to the axis 13, 9 provided by them, or have the same structure.

Folgend wird die Ausbildung der Gleitlagerung zum Bereitstellen der Schwenkbarkeit beziehungsweise Drehbarkeit der Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 um die vertikale Achse 4 näher erläutert.The design of the slide bearing for providing the ability to pivot or rotate the receiving unit 5 relative to the support unit 3 about the vertical axis 4 is explained in more detail below.

Der Gleitring 15 wirkt über dessen radialer Außenfläche 33 mit einer radialen Innenfläche 34 der kreisförmigen Aufnahme 14 der Abstützeinheit 3 zusammen, um den Gleitring 15 in Bezug auf die vertikale Achse 4 im Sinne eine Welle-Nabe-Passung radial zu positionieren beziehungsweise zu lagern. Zudem wirkt der Gleitring 15 über eine axialen Gleitfläche 35 des Gleitrings 15 mit einer axialen Führungsfläche 36 der kreisförmigen Aufnahme 14 zusammen, um den Gleitring 15 axial zu positionieren beziehungsweise zu lagern.The sliding ring 15 interacts via its radial outer surface 33 with a radial inner surface 34 of the circular receptacle 14 of the support unit 3 in order to radially position or support the sliding ring 15 with respect to the vertical axis 4 in the sense of a shaft-hub fit. In addition, the sliding ring 15 interacts via an axial sliding surface 35 of the sliding ring 15 with an axial guide surface 36 of the circular receptacle 14 in order to position or support the sliding ring 15 axially.

Vorliegend ist die Führungsfläche 36 segmentiert ausgebildet, und zwar durch eine Mehrzahl von bezogen auf die vertikale Achse 4 in Umfangsrichtung 37 gleichmäßig verteilten Gleitplatten 38. Die segmentierte Führungsfläche 36 setzt sich dabei aus den Oberflächen der Gleitplatten 38 zusammen.In the present case, the guide surface 36 is segmented, namely by a plurality of sliding plates 38 distributed uniformly in the circumferential direction 37 with respect to the vertical axis 4 . The segmented guide surface 36 is composed of the surfaces of the sliding plates 38 .

Aus 4 ist schematisch eine perspektivische Seitenansicht der Abstützeinheit 3 zu entnehmen. Deutlich zu erkennen ist die gleichmäßige Verteilung der vorliegend drei Gleitplatten 38, welche zusammen als segmentierte Gleitplatte 38 verstanden werden können und die segmentierte Führungsfläche 36 ausbilden.Out of 4 a perspective side view of the support unit 3 can be seen schematically. The uniform distribution of the present three sliding plates 38 can be clearly seen, which together can be understood as a segmented sliding plate 38 and form the segmented guide surface 36 .

Die Gleitplatten 38 sind jeweils in einer in der Aufnahme 14 eingelassenen Plattenaufnahme 39 aufgenommen.The slide plates 38 are each received in a plate receptacle 39 embedded in the receptacle 14 .

5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Abstützeinheit 3 aus 4. deutlich ist wiederum die gleichmäßige Verteilung der Gleitplatten 38 in Umfangsrichtung 37 zu erkennen. In Bezug zur vertikalen Achse 4 sind die Gleitplatten 38, da drei an der Zahl, entsprechend in Umfangsrichtung 37 jeweils mit einem Winkel 40 von 120° voneinander beabstandet. 5 FIG. 12 schematically shows a plan view of the support unit 3 from FIG 4 . Once again, the uniform distribution of the sliding plates 38 in the circumferential direction 37 can be clearly seen. In relation to the vertical axis 4, the sliding plates 38, since there are three in number, are correspondingly spaced apart from one another in the circumferential direction 37 by an angle 40 of 120°.

Eine der Gleitplatten 38 (in 5 die untere) ist in Bezug auf die Umfangsrichtung 37 auf Höhe einer abstützseitigen Einheit 41 der Justiervorrichtung 16 angeordnet, wobei die abstützseitige Einheit 41 radial außerhalb der Aufnahme 14 angeordnet ist. Die abstützseitige Einheit 41 umfasst eine weitere Gleitplatte 59 zum Bereitstellen einer Gleitlagerung eines Fortsatzes der Justiervorrichtung 16, wie im Detail weiter unten erläutert.One of the slide plates 38 (in 5 the lower one) is arranged at the level of a support-side unit 41 of the adjustment device 16 with respect to the circumferential direction 37 , the support-side unit 41 being arranged radially outside the housing 14 . The support-side unit 41 comprises a further slide plate 59 for providing a slide bearing for an extension of the adjustment device 16, as explained in detail further below.

6 zeigt schematisch eine weitere Draufsicht der Abstützeinheit 3 der Vorrichtung 1 aus 4, wobei der Gleitring 15 in die Aufnahme 14 eingesetzt ist und die Justiervorrichtung 16 im angebrachten Zustand vorliegt. 6 FIG. 12 schematically shows another top view of the support unit 3 of the device 1. FIG 4 , wherein the slide ring 15 is inserted into the receptacle 14 and the adjusting device 16 is in the attached state.

Wie bereits oben erwähnt, dient die abnehmbare Justiervorrichtung 16 zum Feineinstellen der Winkelposition des Gleitrings 15 und somit der mit dem Gleitring 15 drehfest verbundenen Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 um die vertikale Achse 4.As already mentioned above, the removable adjusting device 16 is used for fine adjustment of the angular position of the slide ring 15 and thus of the receiving unit 5, which is non-rotatably connected to the slide ring 15, relative to the support unit 3 about the vertical axis 4.

Die Justiervorrichtung 16 umfasst wie bereits erwähnt die an die Abstützeinheit 3 anbringbare abstützseitige Einheit 41 und eine an die Aufnahmeeinheit 5, vorliegend an den an der Aufnahmeeinheit 5 angeordneten Gleitring 15 anbringbare aufnahmeseitige Einheit 42. Die Winkelposition des Gleitrings 16 und mithin der Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 ist durch eine Interaktion der aufnahmeseitigen Einheit 42 und der abstützseitigen Einheit 41 einstellbar, wie in Detail weiter unten erläutert.As already mentioned, the adjusting device 16 comprises the support-side unit 41 that can be attached to the support unit 3 and a receiving-side unit 42 that can be attached to the receiving unit 5, in this case to the sliding ring 15 arranged on the receiving unit 5. The angular position of the sliding ring 16 and therefore the receiving unit 5 relative to the Support unit 3 is adjustable through interaction of receiving-side unit 42 and support-side unit 41, as explained in detail below.

Die aufnahmeseitige Einheit 42 umfasst einen sich bezogen auf die vertikale Achse 4 nach radial außen erstreckenden Fortsatz 43, der sich von einem an dem Gleitring 15 lösbar befestigten Befestigungsteil 44 nach radial außen erstreckt.The unit 42 on the receiving side comprises an extension 43 which extends radially outwards in relation to the vertical axis 4 and which extends radially outwards from a fastening part 44 which is detachably fastened to the slide ring 15 .

Der Fortsatz 43 umfasst bezogen auf die Umfangsrichtung 37 beidseitig jeweils eine gegen die Vertikale 4 geneigte Seitenfläche 45, auf welche zwei Einstellkörper 46 der abstützseitigen Einheit 41 in Richtung der vertikalen Achse 4 in Richtung auf die Abstützeinheit 3 einwirken, so dass der Fortsatz 43 durch die Einstellkörper 46 gegen ein Anheben in Richtung der vertikalen Achse 4 von der Abstützeinheit 3 weg gehindert ist.In relation to the circumferential direction 37, the extension 43 comprises on both sides a side surface 45 inclined towards the vertical 4, on which two adjusting bodies 46 of the support-side unit 41 act in the direction of the vertical axis 4 in the direction of the support unit 3, so that the extension 43 is Adjusting body 46 is prevented from lifting away from the support unit 3 in the direction of the vertical axis 4 .

Da die eine der Gleitplatten 38 (in 5 die unten in der Abbildung gezeigte) in Bezug auf die Umfangsrichtung 37 auf Höhe der abstützseitigen Einheit 41 und mithin der Justiervorrichtung 16 angeordnet ist, wird ein durch die Einstellkörper 46 auf den Fortsatz 43 aufgebrachte, in Richtung der vertikalen Achse 4 wirkende Kraft über den Gleitring 15 auf diese Gleitplatte 38 übertragen.Since the one of the slide plates 38 (in 5 the one shown in the figure below) is arranged in relation to the circumferential direction 37 at the level of the support-side unit 41 and thus of the adjusting device 16, a force applied by the adjusting body 46 to the extension 43 and acting in the direction of the vertical axis 4 is exerted via the slide ring 15 transferred to this sliding plate 38.

Im Umfangsrichtung 37 betrachtet auf Höhe jeder der anderen Gleitplatten 38 (in 5 die beiden oben in der Abbildung gezeigten) ist jeweils ein Niederhalter 47 an der Abstützeinheit 3 vorgesehen. Jeder der Niederhalter 47 ist ausgebildet, den Gleitring 15 der Aufnahmeeinheit 5 in einer vorgegebenen Lagerungsposition zu halten. Mit anderen Worten hindert der Niederhalten 47 den Gleitring 15 an einem Abheben in Richtung der vertikalen Achse 4 aus der Aufnahme 14. Konkret stellt der Niederhalter eine vorgegebene Anpresskraft zum Anpressen des Gleitrings 15 auf die Führungsfläche 36 bereit, wie in Hinblick auf 7 näher erläutert.Viewed in the circumferential direction 37 at the level of each of the other slide plates 38 (in 5 the two shown above in the figure), a hold-down device 47 is provided on the support unit 3 in each case. Each of the hold-down devices 47 is designed to hold the slide ring 15 of the receiving unit 5 in a predetermined storage position. In other words, the hold-down device 47 prevents the sliding ring 15 from lifting out of the receptacle 14 in the direction of the vertical axis 4. Specifically, the hold-down device provides a predetermined contact pressure for pressing the sliding ring 15 onto the guide surface 36, as with regard to FIG 7 explained in more detail.

Der Gleitring 15 weist eine Mehrzahl von im Umfangsrichtung 37 voneinander beabstandeten Anbindungsbereichen 48 auf, an welchen jeweils die aufnahmeseitige Einheit 42 der Justiervorrichtung 16 angebracht werden kann, vorliegend durch eine Mehrzahl von Schraubverbindungen.The sliding ring 15 has a plurality of connection areas 48 spaced apart from one another in the circumferential direction 37, to which the receiving-side unit 42 of the adjusting device 16 can be attached, in the present case by a plurality of screw connections.

Die Anbindungsbereiche 48 sind in etwa um einen vorgegebenen theoretischen Arbeitswinkel 49 des optischen Gitters 2 in Umfangsrichtung 37 gesehen voneinander beabstandet. Der Arbeitswinkel 49 ist dabei jener Winkel, der zwischen der Gitterachse 10 (siehe 1) und der Richtung der einfallenden Strahlung in der Erstreckungsebene während eines ordnungsgemäßen Betriebs des Lasersystems vorliegt beziehungsweise vorzuliegen hat.The connection areas 48 are spaced apart from one another approximately by a predetermined theoretical working angle 49 of the optical grating 2 as seen in the circumferential direction 37 . The working angle 49 is the angle between the grid axis 10 (see 1 ) and the direction of the incident radiation in the extension plane is present or must be present during proper operation of the laser system.

Die aufnahmeseitige Einheit 42 kann mithin vom Gleitring 15 durch Lösen der Schraubverbindungen abgenommen und - nach einem Drehen der Aufnahmeeinheit 5 um die Abstützeinheit 3 um die vertikale Achse 4 um etwa den theoretischen Arbeitswinkel 49 - wieder an einem anderen der Anbindungsbereiche 48 an den Gleitring 15 befestigt werden, so dass durch eine (erneute) Interaktion von aufnahmeseitiger Einheit 42 und abstützseitiger Einheit 41 eine Feineinstellung des Arbeitswinkels 49 erfolgen kann.The receiving-side unit 42 can therefore be removed from the sliding ring 15 by loosening the screw connections and—after rotating the receiving unit 5 about the support unit 3 about the vertical axis 4 by approximately the theoretical working angle 49—reattached to another of the connection areas 48 on the sliding ring 15 so that the working angle 49 can be fine-tuned by a (repeated) interaction of the unit 42 on the receiving side and the unit 41 on the supporting side.

Um eine hohe Ablesegenauigkeit für den zwischen Abstützeinheit 3 und Aufnahmeeinheit 5 vorliegenden Winkel relativ zur vertikalen Achse 4 bereitstellen zu können, kann die Vorrichtung 1 ferner eine Noniusskalaanorndung 50 umfassen, wobei ein Skalaelement 51 auf der Aufnahmeeinheit 5 und ein korrespondierend ausgebildetes Noniuselement 52 an der Abstützeinheit 3, hier auf dem Gleitring 15 angeordnet ist. Alternativ kann die Anordung von Skalaelement 51 und Noniuselement 52 auch umgekehrt ausgebildet sein.In order to be able to provide a high level of reading accuracy for the angle between the support unit 3 and the receiving unit 5 relative to the vertical axis 4, the device 1 can also include a vernier scale arrangement 50, with a scale element 51 on the receiving unit 5 and a correspondingly designed vernier element 52 on the supporting unit 3, here on the sliding ring 15 is arranged. Alternatively, the arrangement of scale element 51 and vernier element 52 can also be reversed.

7 zeigt eine Schnittansicht durch die Vorrichtung 1 aus 1 parallel zur vertikalen Achse 4 und parallel zur radialen Richtung in Bezug auf die vertikale Achse 4 mittig durch einen Niederhalter 47. Der Niederhalter 47 umfasst einen mittels eines aus einer Mehrzahl von auf einer Schraube 56 aufgefädelten Tellerfedern 55 ausgebildetes Federelements 54 auf den Gleitring 15 vorgespannten Niederhalterkörper 53. Da die Schraube 56 in die Abstützeinheit 3 geschraubt ist, kann über die Schraube 56 und das Federelement 54 eine in Richtung der vertikalen Achse 4 orientierte und in Richtung Abstützeinheit 3 wirkende Vorspannkraft auf den Niederhalterkörper 53 und über diesen weiter auf den Gleitring 15 aufgebracht werden. 7 shows a sectional view through the device 1 1 parallel to the vertical axis 4 and parallel to the radial direction with respect to the vertical axis 4 in the center by a hold-down device 47. The hold-down device 47 comprises a hold-down device body which is prestressed on the slide ring 15 by means of a spring element 54 formed from a plurality of disc springs 55 threaded onto a screw 56 53. Since the screw 56 is screwed into the support unit 3, a pretensioning force oriented in the direction of the vertical axis 4 and acting in the direction of the support unit 3 can be applied via the screw 56 and the spring element 54 to the hold-down body 53 and via this further to the slide ring 15 become.

Zu entnehmen ist aus 7 ferner, dass die Aufnahmeeinheit 5 nur über den an diese befestigten Gleitring 15 mit der Abstützeinheit 3 in Kontakt steht, hierbei in Richtung der vertikalen Achse 4 wie bereits oben beschrieben via des Kontakts zwischen der axialen Gleitfläche 35 und der segmentierten Führungsfläche 36, bereitgestellt durch Gleitplatten 38, und radial dazu via der radialen Außenfläche 33 und der radialen Innenfläche 34.can be taken from 7 furthermore, that the receiving unit 5 is only in contact with the support unit 3 via the slide ring 15 attached to it, here in the direction of the vertical axis 4 as already described above via the contact between the axial sliding surface 35 and the segmented guide surface 36 provided by sliding plates 38, and radially thereto via the radial outer surface 33 and the radial inner surface 34.

Die Aufnahmeeinheit 5 ist entsprechend via des Gleitrings 15 über eine axiale Passung 57 und eine radiale Passung 58 positioniert und zentriert.The receiving unit 5 is correspondingly positioned and centered via the slide ring 15 via an axial fit 57 and a radial fit 58 .

Der genaue Aufbau und die Funktionalität der Justiervorrichtung 16 wird im Folgenden mit Bezug auf die 8 bis 10 beschrieben. Hierbei zeigen 8 schematisch eine perspektivische Seitenansicht und 9 schematisch eine Seitenansicht der Justiervorrichtung 16 der Vorrichtung 1 aus 1; 10 zeigt ferner schematisch eine perspektivische Detailansicht eines Einstellkörpers 46.The exact structure and functionality of the adjustment device 16 is described below with reference to the 8th until 10 described. show here 8th schematically a perspective side view and 9 schematically shows a side view of the adjustment device 16 of the device 1 1 ; 10 also schematically shows a perspective detailed view of an adjustment body 46.

Die abstützseitige Einheit 41 umfasst bezogen auf die Umfangsrichtung 37 beidseitig des Fortsatzes 43 jeweils einen in Richtung der vertikalen Achse 4 verstellbaren Einstellkörper 46 mit einer korrespondierend zur Seitenfläche 45 der jeweiligen Seite orientierten, die jeweilige Seitenfläche 45 kontaktierenden Keilfläche 62.The support-side unit 41 comprises, with respect to the circumferential direction 37, on both sides of the extension 43 an adjusting body 46 that can be adjusted in the direction of the vertical axis 4 and has a wedge surface 62 that is oriented corresponding to the side surface 45 of the respective side and contacts the respective side surface 45.

Jeder der Einstellkörper 46 ist in Richtung der vertikalen Achse 4 verschiebbar gegenüber der Abstützeinheit 3 geführt, vorliegend entlang einer in die Abstützeinheit 3 eingeschraubten Bolzenschraube 60. Der Einstellkörper 46 ist ferner senkrecht zur vertikalen Achse 4 verschiebbar an der Abstützeinheit 3 angeordnet. Hierfür weist der Einstellkörper 46 ein im Wesentlichen tangential zur Umfangrichtung 37 orientiertes, den Einstellkörper 46 in Richtung der vertikalen Achse 4 durchdringendes Langloch 68 auf. Der Einstellkörper 46 ist via des Langlochs 68 an der sich in der vertikalen Richtung durch das Langloch 68 erstreckenden, an der Abstützeinheit 3 angeordneten Schraube 60, welche mithin ein Führungsachsenelement ausbildet, geführt. Mit anderen Worten ist das Langloch 68 mit seiner Längserstreckung im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung bezogen auf die Drehachse 4 bzw. genauer gesagt senkrecht zu einer Längserstreckung 69 des Fortsatzes 43 parallel zur radialen Richtung, in welcher sich der Fortsatz 43 in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 4 erstreckt, orientiert.Each of the adjusting bodies 46 is guided displaceably in the direction of the vertical axis 4 relative to the support unit 3, in this case along a bolt screw 60 screwed into the supporting unit 3. The adjusting body 46 is also arranged on the support unit 3 so that it can be displaced perpendicular to the vertical axis 4. For this purpose, the setting body 46 has a slot 68 oriented essentially tangentially to the circumferential direction 37 and penetrating the setting body 46 in the direction of the vertical axis 4 . The adjusting body 46 is guided via the elongated hole 68 on the screw 60 which extends in the vertical direction through the elongated hole 68 and is arranged on the support unit 3 and thus forms a guide axis element. In other words, the longitudinal extent of the elongated hole 68 is essentially perpendicular to the radial direction in relation to the axis of rotation 4 or, more precisely, perpendicular to a longitudinal extent 69 of the extension 43 parallel to the radial direction in which the extension 43 extends in the radial direction in relation to the Axis of rotation 4 extends, oriented.

Wie in Zusammenschau mit den 5 und 6 ersichtlich, liegen die beiden den Fortsatz 43 senkrecht zu dessen Längserstreckung 69 flankierenden Einstellkörper 46 auf einer Linie, die senkrecht zur Längserstreckung 69 orientiert ist. Die Einstellkörper 46 sind mithin im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung 37 orientiert bzw. im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung orientiert.As in conjunction with the 5 and 6 As can be seen, the two adjusting bodies 46 flanking the extension 43 perpendicularly to its longitudinal extent 69 lie on a line which is oriented perpendicularly to the longitudinal extent 69 . The setting bodies 46 are therefore oriented essentially tangentially to the circumferential direction 37 or oriented essentially perpendicularly to the radial direction.

Wie aus 10 ersichtlich weist das Langloch 68 eine gerade Längserstreckung auf. Die Längserstreckung des Langlochs 68 ist senkrecht zur Längserstreckung 69 des Fortsatzes 43 orientiert.How out 10 as can be seen, the elongated hole 68 has a straight longitudinal extent. The longitudinal extent of the elongated hole 68 is oriented perpendicularly to the longitudinal extent 69 of the extension 43 .

Weiterhin umfasst der Einstellkörper 46 auf seiner der Keilfläche 64 gegenüberliegend gelegenen Seite eine gegen die Vertikale geneigte Keilführungsfläche 63, welche mit einer an einem Führungsblock 61 vorgesehenen, korrespondierend zur Führungskeilfläche 63 orientierten Führungsfläche 64 in Kontakt ist. Wie aus den 8 bis 10 ersichtlich, sind die Keilfläche 62 und die Keilführungsfläche 63 in Bezug auf die Vertikale in entgegengesetzte Richtungen geneigt, wobei optional die der Betrag des Neigungswinkels für beide Flächen 62, 63 gleich groß ist.Furthermore, the setting body 46 comprises on its side opposite the wedge surface 64 a wedge guide surface 63 which is inclined relative to the vertical and which is in contact with a guide surface 64 provided on a guide block 61 and oriented correspondingly to the guide wedge surface 63 . How from the 8th until 10 As can be seen, the wedge surface 62 and the wedge guide surface 63 are inclined in opposite directions with respect to the vertical, optionally with the amount of the angle of inclination being the same for both surfaces 62, 63.

Optional kann der Führungsblock 63 gegenüber der Abstützeinheit 3 um eine Achse parallel zur vertikalen Achse 4 schwenkbar gelagert sein.Optionally, the guide block 63 can be pivoted relative to the support unit 3 about an axis parallel to the vertical axis 4 .

Der Einstellkörper 46 kann ferner, wie in 10 gezeigt, an seiner Richtung Seitenfläche 45 des Fortsatzes 43 weisenden Seite einen sich Richtung Fortsatz 43 erstreckenden Absatz 65 aufweisen, dessen Breite kleiner ist als die Breite des Einstellkörpers 46 in radialer Richtung bezogen auf die vertikale Achse 4, wobei der Absatz 65 die Keilfläche 62 aufweist.The adjustment body 46 can also, as in 10 shown, have on its side pointing in the direction of side surface 45 of extension 43 a shoulder 65 extending in the direction of extension 43, the width of which is smaller than the width of adjustment body 46 in the radial direction in relation to vertical axis 4, shoulder 65 having wedge surface 62 .

In Bezug auf die 11A bis 11C, welche jeweils schematisch eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 aus 1 zeigen, ist ein Verfahren zum Ausrichten der Position des optischen Gitters 2 in einem Kurzpulslasersystem, umfassend eine Vorrichtung 1 gemäß den 1 bis 10 erläutert.Regarding the 11A until 11C , each of which is a schematic top view of the device 1 1 show is a method of aligning the position of the optical grating 2 in a short-pulse laser system, comprising a device 1 according to 1 until 10 explained.

Zunächst ist die Aufnahmeeinheit 5 durch Drehen um die vertikale Achse 4 in eine Orientierung zu bringen, so dass die Gitterachse 10 in etwa parallel zur Richtung der eintreffenden Strahlung ausgerichtet ist. Mit anderen Worten ist die Aufnahmeeinheit 5 gegen die Abstützeinheit 3 derart zu bewegen, dass die Gitterachse 10 in einem Winkel von 0° relativ zur Richtung des auf das Gitter 2 auftreffenden Laserstrahls ausgerichtet ist.First of all, the recording unit 5 is to be brought into an orientation by rotating it about the vertical axis 4, so that the grating axis 10 is aligned approximately parallel to the direction of the incident radiation. In other words, the receiving unit 5 is to be moved against the support unit 3 in such a way that the grating axis 10 is aligned at an angle of 0° relative to the direction of the laser beam impinging on the grating 2 .

Eine Feinjustierung der Ausrichtung des optischen Gitters 2 um die vertikale Achse 4, wie mittels des Bezugszeichens 67 angedeutet, kann durch Betätigen der Justiervorrichtung 16 erzielt werden.A fine adjustment of the orientation of the optical grating 2 about the vertical axis 4, as indicated by reference numeral 67, can be achieved by actuating the adjustment device 16.

Im Anschluss ist die aufnahmeseitige Einheit 42 der Justiervorrichtung 16 abzunehmen, so dass sich die Aufnahmeeinheit 5 im Wesentlichen ohne Einschränkung über die Gleitlagerung um die vertikale Achse 4 drehen lässt.The unit 42 on the receiving side of the adjustment device 16 is then to be removed so that the receiving unit 5 can be rotated about the vertical axis 4 via the slide bearing essentially without restriction.

Daraufhin kann die Winkelposition der Aufnahmeeinheit 5 und damit entsprechend des optischen Gitters 2 auf einen vorgegebenen Winkel, auch als Arbeitswinkel 49 bezeichnet, relativ zur Richtung 66 des auf das optische Gitter 2 auftreffenden Laserstrahls durch Drehen der Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 um die vertikale Drehachse 4 grob eingestellt werden.The angular position of the recording unit 5 and thus correspondingly of the optical grating 2 can then be adjusted to a predetermined angle, also referred to as the working angle 49, relative to the direction 66 of the laser beam impinging on the optical grating 2 by rotating the recording unit 5 relative to the support unit 3 about the vertical axis of rotation 4 can be set roughly.

Im Anschluss wird die Justiervorrichtung 16 wieder komplett angebracht.The adjustment device 16 is then completely attached again.

Nun kann die Winkelposition des optischen Gitters 2 präzise auf den erforderlichen Arbeitswinkel 49 mittels der Justiervorrichtung 16 feinjustiert beziehungsweise exakt ausgerichtet werden.The angular position of the optical grating 2 can now be finely adjusted or exactly aligned to the required working angle 49 by means of the adjusting device 16 .

Die Feineinstellung 67 geschieht über die Einstellkörper 46, die jeweils nach oben beziehungsweise nach unten, mithin von der Abstützeinheit 3 weg oder auf diese zu geschraubt werden.The fine adjustment 67 takes place via the adjusting bodies 46, which are screwed upwards or downwards, thus away from or towards the support unit 3.

Entspricht die Ausrichtung der Position des optischen Gitters 2 der im System erforderlichen Ausrichtung, so kann die Position relativ zur vertikalen Achse 4 durch die Justiervorrichtung fixiert werden. Vorliegend erfolgt dies, indem die Bolzenschrauben 60 jeweils mit einem vorgegebenen Fixieranzugsmoment angezogen werden, so dass die aufnahmeseitige Einheit 42 in einem verspannten Zustand vorliegt.If the alignment of the position of the optical grating 2 corresponds to the alignment required in the system, the position relative to the vertical axis 4 can be fixed by the adjusting device. In the present case, this is done in that the bolts 60 are each tightened with a predetermined fixing tightening torque, so that the unit 42 on the receiving side is in a braced state.

Die Justiervorrichtung 16 stellt somit sowohl eine Feinjustierung als auch eine Fixierung des optischen Gitters 2 gegen ein Drehen relativ zur vertikalen Achse 4 bereit. Mit anderen Worten ist die Justiervorrichtung 16 ausgebildet zum Einstellen der Winkelposition der Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 um die vertikale Achse 4 und zum Fixieren der Position der Winkelposition der Aufnahmeeinheit 5 relativ zur Abstützeinheit 3 bezogen auf die vertikale Achse 4.The adjustment device 16 thus provides both a fine adjustment and a fixation of the optical grating 2 against rotation relative to the vertical axis 4 . In other words, the adjusting device 16 is designed to adjust the angular position of the receiving unit 5 relative to the support unit 3 about the vertical axis 4 and to fix the position of the angular position of the receiving unit 5 relative to the support unit 3 relative to the vertical axis 4.

Optional kann hinsichtlich der Ausrichtung der Position des optischen Gitters 2 für die initiale Ausrichtung parallel zur Richtung 66 der einfallenden Strahlung (siehe 11A) und/oder zur Ausrichtung mit dem vorgegebenen Arbeitswinkel 49 relativ zur Richtung 66 der einfallenden Strahlung zusätzlich ein Kippen und/oder Neigen um die horizontalen Achsen 9, 13 wie oben beschrieben Anwendung finden.Optionally, with regard to the alignment of the position of the optical grating 2 for the initial alignment parallel to the direction 66 of the incident radiation (see 11A) and/or for alignment with the predetermined working angle 49 relative to the direction 66 of the incident radiation, tilting and/or tilting about the horizontal axes 9, 13 as described above can also be used.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11: Vorrichtungcontraption
22: Optisches GitterOptical lattice
33: Abstützeinheitsupport unit
44: Vertikale Achsevertical axis
55: Aufnahmeeinheitrecording unit
66: Zweites AufnahmeteilSecond recording part
77: Zweites Gelenksecond joint
88th: Erstes AufnahmeteilFirst recording part
99: Zweite horizontale AchseSecond horizontal axis
1010: Gitterachselattice axis
1111: Oberflächesurface
1212: Erstes GelenkFirst joint
1313: Erste horizontale AchseFirst horizontal axis
1414: AufnahmeRecording
1515: Gleitringsliding ring
1616: Justiervorrichtungadjustment device
1717: Kippwinkeltilt angle
1818: Oberer AbschnittUpper section
1919: Unterer Abschnittlower section
2020: Spaltgap
2121: Biegestrukturbending structure
2222: FederFeather
2323: Feineinstellschraubefine adjustment screw
2424: Bügelhanger
2525: Konterschraubelock screw
2626: Neigungswinkeltilt angle
2727: Oberer AbschnittUpper section
2828: Unterer Abschnittlower section
2929: Spaltgap
3030: FederFeather
3131: Feineinstellschraubefine adjustment screw
3232: Konterschraubelock screw
3333: Radiale AußenflächeRadial outer surface
3434: Radiale InnenflächeInner radial surface
3535: Axiale GleitflächeAxial sliding surface
3636: Führungsflächeguide surface
3737: Umfangsrichtungcircumferential direction
3838: Gleitplattesliding plate
3939: Plattenaufnahmerecord recording
4040: Winkelangle
4141: Abstützseitige EinheitOutrigger side unit
4242: Aufnahmeseitige EinheitRecording side unit
4343: Fortsatzextension
4444: Befestigungsteilfastening part
4545: Seitenflächeside face
4646: Einstellkörperadjustment body
4747: Niederhalterhold-down
4848: Anbindungsbereichconnection area
4949: Arbeitswinkelworking angle
5050: Nonousskalaanordnungnonous scale arrangement
5151: Skalaelementscale element
5252: Noniuselementvernier element
5353: Niederhalterkörperhold-down body
5454: Federelementspring element
5555: Tellerfederdisc spring
5656: Schraubescrew
5757: Axiale Passungaxial fit
5858: Radiale PassungRadial fit
5959: Gleitplattesliding plate
6060: Schraubescrew
6161: Führungsblockguide block
6262: Keilflächewedge surface
6363: Führungskeilflächeguide wedge surface
6464: Führungsflächeguide surface
6565: AbsatzUnit volume
6666: RichtungDirection
6767: Feineinstellungfine tuning
6868: LanglochLong hole
6969: Längserstreckunglongitudinal extent

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

CN 107577023A [0013]
US5703683A [0016]

Claims

Device (1) for aligning the position of an optical grating (2) in a short-pulse laser system, preferably an ultra-short-pulse laser system, comprising a support unit (3) for support against the environment and a support unit (3) that is rotatably mounted about a vertical axis of rotation (4) relative to the support unit (3). , preferably slide-mounted, receiving unit (5) for receiving an optical grating (2), characterized by a removable adjusting device (16) for adjusting an angular position of the receiving unit (5) relative to the support unit (3) about the vertical axis (4).

Device (1) according to claim 1 , characterized in that the adjusting device (16) comprises a receiving-side unit (42) that can be attached to the receiving unit (5) and a supporting-side unit (41) that can be attached to the supporting unit (3), the angular position of the receiving unit (5) relative to the Support unit (3) is adjustable through an interaction of the receiving-side unit (42) and the support-side unit (41).

Device (1) according to claim 2 , characterized in that the unit (42) on the receiving side comprises an extension (43) which extends radially outwards in relation to the vertical axis (4), the extension (43) having at least one extension pointing in the circumferential direction (37) and inclined relative to the vertical side surface (45), and wherein the receiving-side unit (42) has an adjustment body (46) that can be adjusted in the direction of the vertical axis (4) and has a wedge surface (62) that is oriented corresponding to the side surface (45) and contacts the side surface (45), wherein the extension (43) preferably comprises a side surface (45) inclined to the vertical on both sides in relation to the circumferential direction, and wherein the receiving-side unit (42) in relation to the circumferential direction on both sides of the extension (43) in the direction of the vertical axis ( 4) has an adjustable adjustment body (46) with a wedge surface (62) oriented corresponding to the side surface (45) of the respective side and contacting the respective side surface (45), the unit (42) on the receiving side preferably being arranged detachably on the receiving unit (5), preferably fastened, and/or preferably the support-side unit (41) is arranged, preferably fastened, detachably on the support unit (3).

Device (1) according to the preceding claim, characterized in that the adjusting body (46) is guided on the support unit (3) so as to be displaceable in the direction of the vertical axis (4) and/or the adjusting body (46) in the direction of the vertical axis (4 ) and is arranged on the support unit (3) so that it can be displaced perpendicularly to the vertical axis (4), with the adjustment body (46) preferably having an elongated hole ( 68), wherein the adjusting body (46) is preferably guided via the slot (68) on a guide axis element which extends in the vertical direction through the slot (68) and is fixedly arranged on the support unit (3).

Device (1) according to claim 3 or 4 , characterized in that the adjusting body (46) has on its side opposite the wedge surface (62) a wedge guide surface (63) inclined to the vertical, the wedge guide surface (63) being provided with a guide block (61) corresponding to the guide wedge surface (63) oriented guide surface (64), preferably the wedge surface (63) and the wedge guide surface (64) are inclined in opposite directions with respect to the vertical.

Device (1) according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the guide block (61) relative to the support unit (3) is mounted pivotably about an axis parallel to the vertical axis (3).

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving unit (5) is slide-mounted on the support unit (3), the support unit (3) preferably having a preferably circular seat (14) for axially and radially supporting the receiving unit ( 5), wherein a sliding ring (15) for providing the sliding bearing is preferably arranged on the side of the receiving unit (5) facing the support unit (3) and is preferably received in the circular receptacle (14), the sliding ring (15) preferably being over a radially outer surface (33) cooperates with a radially inner surface (34) of the circular seat (14) to radially position the sliding ring (15), and/or the sliding ring (15) has an axial sliding surface (35) with an axial guide surface (36) of the circular housing (14) cooperate to axially position the slide ring (15).

Device (1) according to the preceding claim, characterized in that the guide surface (36) is formed in segments and/or the guide surface (36) is formed by at least one sliding plate (38) arranged on the support unit (3), the guide surface ( 36) is preferably provided by a plurality of circumferentially distributed, preferably evenly distributed, sliding plates (38).

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ring (15) has a different material from the support unit (3) and/or the receiving unit (5), preferably a brass alloy, and/or the slide ring (15) have a ground surface and/or are provided with a lubricant on at least one surface provided for mounting, preferably an axial sliding surface (35) pointing in the direction of the support unit (3) and/or a radial surface, preferably a radial outer surface (33), and /or the support unit (3) and/or the receiving unit (5) are essentially made of a high-strength aluminum alloy, and/or the at least one sliding plate (38) comprises a steel alloy, preferably a stainless steel alloy, and/or the at least one sliding plate ( 38) has a ground surface and/or a lubricated surface.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one hold-down device (47) is provided on the support unit (3), the at least one hold-down device (47) being formed, the receiving unit (5), preferably the sliding ring ( 15) of the receiving unit (5) in a predetermined storage position, the at least one hold-down device (47) preferably having a hold-down device body (53) prestressed onto the sliding ring (15) by means of a spring element (54).

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving unit (5) has a first joint (12) for tilting a grating receptacle for receiving the optical grating (2) about a first horizontal axis (13) and/or a second Joint (7) for tilting the grating receptacle about a second horizontal axis (9), the first joint (12) and/or the second joint (9) preferably being designed as a solid joint.

Course pulse laser system comprising a laser light source and an optical grating (2) for compressing a laser light pulse of the laser light source, characterized in that the short pulse laser system further comprises a device (1) for aligning the position of an optical grating (2) according to any one of the preceding claims.

Method for aligning the position of an optical grating (2) in a short-pulse laser system, comprising the following steps: - providing a device (1) according to one of Claims 1 until 11 ; - aligning the optical grating (2) at an angle of 0° relative to the direction of the laser beam impinging on the optical grating (2); - At least partial removal of the adjusting device (16) from the receiving unit (5) and/or the supporting unit (3); - presetting the angular position of the optical grating (2) to a predetermined angle relative to the direction of the laser beam incident on the optical grating (2) by rotating the receiving unit (5) relative to the support unit (3) about the vertical axis (4); - Attaching the adjusting device (16); - Adjusting the angular position of the optical grating (2) to a working angle (49) by means of the adjusting device (16).