DE112019007169T5

DE112019007169T5 - Optik-Pfad-Abdeckung und Lasergerät

Info

Publication number: DE112019007169T5
Application number: DE112019007169.6T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Kyoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2022-02-17
Also published as: JP6779393B1; US11264771B1; JPWO2020225908A1; WO2020225908A1; US20220045471A1

Abstract

Eine Optik-Pfad-Abdeckung (6) ist an einem Optik-Pfad angeordnet, durch welchen Strahllicht läuft. Die Optik-Pfad-Abdeckung (6) weist einen zylindrischen Teil (10) auf, durch welchen das Strahllicht laufen kann. An Innenwänden (10a, 10b, 10c, 10d) des zylindrischen Teils (10), welche Innenwände einer Seite der optischen Achse des Strahllichts zugewandt sind, sind mehrere hervorstehende Teile (15) gebildet. Die hervorstehenden Teile (15), von welchen jeder eine im Querschnitt senkrecht zur optischen Achse konvexe Gestalt aufweist, sind nebeneinander mit der konvexen Gestalt der Seite der optischen Achse zugewandt angeordnet. Jeder der hervorstehenden Teile (15) weist entlang der optischen Achse eine längliche Gestalt auf.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Optik-Pfad-Abdeckung, die ein Umfeld eines Hauptstrahls abdeckt, und betrifft auch ein Lasergerät.
Hintergrund
In einem Lasergerät mit Resonator kann Licht abseits eines in dem Resonator hin und zurück geworfenen Hauptstrahls laufen, und dies kann zu unerwünschtem Licht führen, das nicht zur Laseroszillation beiträgt. Komponenten in dem Lasergerät werden mit dem unerwünschten Licht bestrahlt, was die Temperatur der Komponente und die Temperatur um die Komponenten herum erhöht. Weil das unerwünschte Licht zusammen mit einem durch Resonanz erhaltenen Laserstrahl emittiert wird, beeinträchtigt das unerwünschte Licht die Strahlqualität des Lasergeräts. Um zu verhindern, dass das Lasergerät von dem unerwünschten Licht wie oben beschrieben ungünstig beeinflusst wird, kann das Lasergerät mit einer optischen Komponente zum Beseitigen des unerwünschten Lichts um den Hauptstrahl ausgestattet werden, oder einer optischen Komponente zum Verhindern, dass das unerwünschte Licht aus dem Umfeld des Hauptstrahls heraus divergiert. Als optische Komponente zum Beseitigen des unerwünschten Lichts wird eine Apertur oder ein Spalt eingesetzt, durch welche bzw. welchen der Hauptstrahl tritt, während das unerwünschte Licht um den Hauptstrahl herum absorbiert wird. Als optische Komponente zum Verhindern der Divergenz des unerwünschten Lichts wird eine Optik-Pfad-Abdeckung verwendet, die das Umfeld des Hauptstrahls abdeckt. Die Optik-Pfad-Abdeckung ist eine (hohl)zylindrische Struktur, durch welche der Hauptstrahl treten kann.
In einem Fall, in dem eine optische Komponente wie eine Apertur oder ein optischer Spalt zwischen in dem Resonator angeordneten optischen Elementen eingesetzt wird, kann es schwierig sein, einen adäquaten Raum zum Einsetzen einer Apertur mit geeignetem Öffnungsdurchmesser oder eines Spalts mit geeigneter Spaltweite sicherzustellen. Je enger die Abstände zwischen den optischen Elementen sind, oder je größer die Änderung des Strahldurchmessers zwischen den optischen Elementen ist, desto schwieriger ist es, eine optische Komponente wie eine Apertur oder einen Spalt einzusetzen. In dem Fall, dass die optische Komponente verkleinert wird, um die oben beschrieben Schwierigkeit zu umgehen, wird das Volumen der optischen Komponente verringert. Demgemäß wir die Wärmekapazität der optischen Komponente verringert, und das führt zu einer Verringerung der Menge des von der optischen Komponente absorbierten unerwünschten Lichts. In dem Fall, dass eine optische Komponente hinzugefügt wird, um die herkömmliche Wärmekapazität sicherzustellen, um die Komponenten im Resonator davor zu bewahren, durch die Divergenz des unerwünschten Lichts fehlerhaft zu werden, verursacht die Erhöhung der Anzahl der Komponenten eine noch kompliziertere Struktur im Resonator. Ferner weist eine herkömmliche, aus einem Metallmaterial gefertigte Optik-Pfad-Abdeckung das Problem auf, dass unerwünschtes Licht von der Innenwand der zylindrischen Struktur mit hoher Reflektivität zurückgeworfen wird, und daher das unerwünschte Licht nicht beseitigt werden kann.
Druckschrift 1 offenbart eine Optik-Pfad-Abdeckung mit einer an seiner Innenwand bereitgestellten Innenwandstruktur. Die Innenwandstruktur bewirkt ein Divergieren von auftreffendem Laserlicht. Die in Druckschrift 1 offenbarte Optik-Pfad-Abdeckung bewirkt, dass Laserlicht, welches abseits des Pfads des Hauptstrahls läuft, in der Innenwandstruktur zu divergieren, und absorbiert das divergierende Laserlicht.
Zitatliste
Patentliteratur
Druckschrift 1: Japanisches Gebrauchsmuster Nr. S59-30386
Kurzdarstellung
Technische Aufgabe
In der Innenwandstruktur der Optik-Pfad-Abdeckung in oben beschriebener Druckschrift 1 sind Dreieck-förmige, Wellen-förmige oder Sägezahn-förmige hervorstehende Teile nebeneinander in einer Richtung parallel zur optischen Achse angeordnet. In der Optik-Pfad-Abdeckung in oben beschriebener Druckschrift 1 sind mehrere hervorstehende Teile nebeneinander in einer Richtung parallel zur optischen Achse innerhalb der zylindrischen Struktur angeordnet, die die optische Achse als ihre Mittenachse hat. Daher können das Bearbeiten der zylindrischen Struktur und das Ausbilden der hervorstehenden Teile nicht kollektiv durch Extrudieren ausgeführt werden. Demzufolge ist ein vom Bearbeiten der zylindrischen Struktur getrennter Schritt erforderliche, um die hervorstehenden Teile auszubilden. Die Optik-Pfad-Abdeckung in oben beschriebener Druckschrift 1 weist das Problem auf, dass, weil ein vom Bearbeiten der zylindrischen Struktur getrennter Schritt erforderlich ist, um die hervorstehenden Teile auszubilden, das Bearbeiten zum Herstellen der Optik-Pfad-Abdeckung schwierig ist.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Optik-Pfad-Abdeckung bereitzustellen, die leicht durch Bearbeiten hergestellt werden kann.
Lösung der Aufgabe
Um die obigen Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, ist eine Optik-Pfad-Abdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung an einem optischen Pfad angeordnet, durch welchen Strahllicht läuft. Die Optik-Pfad-Abdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen zylindrischen Teil, durch welchen das Strahllicht laufen kann. An einer Innenwand des zylindrischen Teils, welche Innenwand einer Seite der optischen Achse des Strahllichts zugewandt ist, sind mehrere hervorstehende Teile ausgebildet, von denen jeder eine in einem Querschnitt senkrecht zur optischen Achse konvexe Gestalt aufweist, und eine in einem Querschnitt entlang der optischen Achse längliche Gestalt aufweist, wobei die Hervorstehungen nebeneinander, mit der konvexen Gestalt der Seite der optischen Achse zugewandt, angeordnet sind.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Optik-Pfad-Abdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Wirkung, dass es ermöglicht ist, die Optik-Pfad-Abdeckung leicht durch Bearbeiten herzustellen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Lasergeräts mit einer Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist ein perspektivisches Diagramm der in 1 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung.
3 ist ein erstes Querschnitts-Diagramm eines in der in 2 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung beinhalteten zylindrischen Teils.
4 ist ein zweites Querschnitts-Diagramm des in der in 2 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung beinhalteten zylindrischen Teils.
5 ist ein Querschnitts-Diagramm eines in der Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer zweiten Ausführungsform beinhalteten zylindrischen Teils.
6 ist ein erstes Querschnitts-Diagramm einer Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer dritten Ausführungsform.
7 ist ein zweites Querschnitts-Diagramm der in 6 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung.
8 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Lasergeräts mit einer Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Optik-Pfad-Abdeckung und ein Lasergerät gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Lasergeräts mit einer Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Ein Lasergerät 100 beinhaltet ein Lasermedium 1, einen Spiegel 2 und einen teilweise reflektierenden Spiegel 3, wobei die beiden Spiegel 2 und 3 einen Resonator bilden, in dem Resonator bereitgestellte optische Elemente 4 und 5 und eine Optik-Pfad-Abdeckung 6. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist an dem optischen Pfad bereitgestellt, durch welchen ein Laserstrahl 7 läuft. Der Laserstrahl 7 ist Strahllicht.
Das Lasermedium 1 absorbiert Licht von einer Anregungsquelle und geht damit in einen angeregten Zustand über. Während des Übergangs vom angeregten Zustand zu einem Grundzustand emittiert das Lasermedium 1 den Laserstrahl 7. Das Lasermedium 1 verstärkt den zwischen dem Spiegel 2 und dem teilweise reflektierenden Spiegel 3 hin und her laufenden Laserstrahl 7 auch beim Eintreten in das Lasermedium 1. 1 lässt die Darstellung der Anregungsquelle weg.
Der Spiegel 2 reflektiert 90% oder mehr des einfallenden Laserstrahls 7. Der teilweise reflektierende Spiegel 3 reflektiert einen Teil des einfallenden Laserstrahls 7, während er einen anderen Teil des einfallenden Laserstrahls 7 durch den teilweise reflektierenden Spiegel 3 hindurchtreten lässt. Die optischen Elemente 4 und 5 sind Linsen zum Anpassen des Strahldurchmessers und des Divergenzwinkels des zwischen dem Spiegel 2 und dem teilweise reflektierenden Spiegel 3 laufenden Laserstrahls 7. Es ist zulässig, dass zwischen dem Spiegel 2 und dem teilweise reflektierenden Spiegel 3 ein anderes optisches Element als die Linsen, wie ein Spiegel oder ein Prisma, angeordnet ist.
Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist zwischen dem optischen Element 4 und dem optischen Element 5 angeordnet. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 bedeckt das Umfeld des Laserstrahls 7, der ein Hauptstrahl ist. Der Laserstrahl 7 tritt durch die Optik-Pfad-Abdeckung 6. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 bedeckt das Umfeld des Laserstrahls 7, um unerwünschtes Licht, das abseits der optischen Achse des Laserstrahls 7 läuft, daran zu hindern, vom Umfeld des Laserstrahls 7 zu divergieren. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 beseitigt unerwünschtes Licht auch, indem sie unerwünschtes Licht in einem Inneren 12 der Optik-Pfad-Abdeckung 6 absorbiert.
2 ist ein perspektivisches Diagramm der in 1 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist eine Struktur mit einem zylindrischen Teil 10 und einem festen Teil 11. Der zylindrische Teil 10 ist ein Abschnitt mit zylindrischer Form, durch welchen der Laserstrahl 7 tritt. Der feste Teil ist an der Installationsoberfläche befestigt. Der zylindrische Teil 10 weist eine rechteckig-zylindrische Gestalt auf. Im Inneren 12 des zylindrischen Teils 10 sind mehrere hervorstehende Teile 15 ausgebildet. Der feste Teil 11 wird durch Anschrauben an eine Bodenfläche eines Gehäuses befestigt, in dem konstituierende Elemente des Lasergeräts 100 beherbergt sind. Es ist zulässig, dass der feste Teil 11 auf andere Weise als durch Anschrauben an der Bodenfläche des Gehäuses befestigt wird.
Der von einer Endfläche 13 des zylindrischen Teils 10 her auf das Innere 12 des zylindrischen Teils 10 einfallende Laserstrahl 7 läuft auf geraden Bahnen durch das Innere 12, und tritt dann an der anderen Endfläche 14 des zylindrischen Teils 10 in das Äußere des zylindrischen Teils 10 aus. Der von der Endfläche 14 des zylindrischen Teils 10 her auf das Innere 12 des zylindrischen Teils 10 einfallende Laserstrahl 7 läuft auf geraden Bahnen durch das Innere 12, und tritt dann an der Endfläche 13 in das Äußere des zylindrischen Teils 10 aus.
3 ist ein erstes Querschnitts-Diagramm eines in der in 2 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung beinhalteten zylindrischen Teils. 3 illustriert den Querschnitt senkrecht zu einer Mittenachse N der zylindrischen Form. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist derart angeordnet, dass dir Mittenachse N mit der optischen Achse des in dem Resonator hin und zurück laufenden Laserstrahls ausgerichtet ist.
Wie in 3 illustriert, ähnelt die äußere Querschnittsform des zylindrischen Teils 10 einem Rechteck mit abgerundeten Ecken. Die Innenwände 10a und 10b begrenzen einen Teil des Inneren des zylindrischen Teils, und entsprechen den längeren Seiten des Rechtecks. Die Innenwände 10c und 10d begrenzen einen Teil des Inneren des zylindrischen Teils, und entsprechen den kürzeren Seiten des Rechtecks. In der nachfolgenden Beschreibung diejenige Richtung, in der die Innenwände 10a und 10b einander zugewandt sind, zuweilen als „vertikale Richtung“ bezeichnet, während diejenige Richtung, in der die Innenwände 10c und 10d einander zugewandt sind, zuweilen als „laterale Richtung“ bezeichnet wird.
Die Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d des zylindrischen Teils 10, die einer Seite der optischen Achse des Laserstrahls 7 zugewandt sind, sind mit hervorstehenden Teilen 15 ausgebildet. Jeder der an der Innenwand 10a bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 weist eine von der Innenwand 10a zur Innenwand 10b hin vorstehende konvexe Gestalt auf. Jeder der an der Innenwand 10b bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 weist eine von der Innenwand 10b zur Innenwand 10a hin vorstehende konvexe Gestalt auf. Die an der Innenwand 10a bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 und die an der Innenwand 10b bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 weisen wellenförmige Gestalt mit Hervorstehungen und Ausnehmungen in der vertikalen Richtung im Querschnitt senkrecht zur optischen Achse auf. Die Wellenform besteht aus abwechselnd direkt nebeneinander angeordneten konvexen Kurven und konkaven Kurven.
Jeder der an der Innenwand 10c bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 weist eine von der Innenwand 10c zur Innenwand 10d hin vorstehende konvexe Gestalt auf. Jeder der an der Innenwand 10d bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 weist eine von der Innenwand 10d zur Innenwand 10c hin vorstehende konvexe Gestalt auf. Die an der Innenwand 10c bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 und die an der Innenwand 10d bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 weisen wellenförmige Gestalt mit Hervorstehungen und Ausnehmungen in der lateralen Richtung im Querschnitt senkrecht zur optischen Achse auf.
Wie oben beschrieben, sind die hervorstehenden Teile 15, deren jeder eine konvexe Gestalt in einem Querschnitt senkrecht zur optischen Achse aufweist, direkt nebeneinander mit den konvexen Formen der Seite der optischen Achse zugewandt angeordnet. Ferner weist jeder der an den Innenwänden 10a, 10b, 10c und 10d bereitgestellten hervorstehenden Teile 15 eine längliche Gestalt parallel zur optischen Achse auf. Das heißt, jeder der hervorstehenden Teile 15 weist eine sich entlang der optischen Achse erstreckende längliche Gestalt auf. Zwischen der Endfläche 13 und der Endfläche 14 weist jeder der hervorstehenden Teile 15 im senkrecht zur Mittenachse N genommenen Querschnitt eine konstante Gestalt auf. Es ist ermöglicht, die Optik-Pfad-Abdeckung 6 zur Gänze auf der Grundlage der dreidimensionalen Form mit einer im Querschnitt senkrecht zur optischen Achse konstanten Gestalt auszubilden. Demgemäß kann die Optik-Pfad-Abdeckung 6 durch Extrusion gebildet werden. Es ist ermöglicht, das Bearbeiten des zylindrischen Teils 10 und das Ausbilden der hervorstehenden Teile 15 gemeinsam durch Extrudieren auszuführen, so dass die Optik-Pfad-Abdeckung 6 zu niedrigen Kosten durch leichtes Bearbeiten erfolgen kann.
Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 besteht aus Aluminium, das eines der für Extrusion geeigneten Materialien ist. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 aus Aluminium kann auch hohe Wärmeleitungs-Eigenschaften erreichen. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 kann effizient Wärme nach außerhalb der Optik-Pfad-Abdeckung 6 ableiten, die durch Absorbieren unerwünschten Lichts erzeugt wird. Es ist zulässig, dass die Optik-Pfad-Abdeckung 6 aus einem anderen Material als Aluminium gebildet ist, solange das Material zur Extrusion einsetzbar ist.
Die Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d wurden zur Gänze einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um mit Licht-absorbierenden Eigenschaften ausgestattet zu werden. Die Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d wurden einer Alumit-Behandlung (Eloxieren) unterzogen, um eine Beschichtung auszubilden, die die Laserlicht-absorbierenden Eigenschaften verbessert. Außerdem können die Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d einer anderen Art von Oberflächenbehandlung, wie Sandstrahlen, unterzogen werden, um eine raue Oberfläche an den Innenwänden 10a, 10b, 10c und 10d auszubilden. Ferner können den Innenwänden 10a, 10b, 10c und 10d Licht-absorbierende Eigenschaften durch eine Oberflächenbehandlung des Auftragens eines Materials mit Licht-absorbierenden Eigenschaften auf diese Innenwände verliehen werden.
4 ist ein zweites Querschnitts-Diagramm des in der in 2 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung beinhalteten zylindrischen Teils. Der in 4 illustrierte Querschnitt beinhaltet die Mittenachse N und ist parallel zur oben beschriebenen vertikalen Richtung. Der Abstand zwischen jeder Spitze der auf der Innenwand 10a gebildeten hervorstehenden Teile 15, wobei die Spitzen zur Innenwand 10b hin zeigen, und einer entsprechenden der Spitzen der auf der Innenwand 10b gebildeten hervorstehenden Teile 15, wobei die Spitzen zur Innenwand 10a hin zeigen, ist größer als die Strahlweite des Laserstrahls 7 in der vertikalen Richtung. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist derart angeordnet, dass die Mittenachse N mit der optischen Achse des Laserstrahls 7 ausgerichtet ist, so dass der Laserstrahl 7 zwischen den an der Innenwand 10a gebildeten hervorstehenden Teilen 15 und den an der Innenwand 10b gebildeten hervorstehenden Teilen 15 hindurch tritt.
Der Abstand zwischen jeder Spitze der auf der Innenwand 10c gebildeten hervorstehenden Teile 15, wobei die Spitzen zur Innenwand 10d hin zeigen, und einer entsprechenden der Spitzen der auf der Innenwand 10d gebildeten hervorstehenden Teile 15, wobei die Spitzen zur Innenwand 10c hin zeigen, ist größer als die Strahlweite des Laserstrahls 7 in der lateralen Richtung. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist derart angeordnet, dass die Mittenachse N mit der optischen Achse des Laserstrahls 7 ausgerichtet ist, so dass der Laserstrahl 7 zwischen den an der Innenwand 10c gebildeten hervorstehenden Teilen 15 und den an der Innenwand 10d gebildeten hervorstehenden Teilen 15 hindurch tritt.
Mit der obigen Konfiguration läuft der von der Endfläche 14 her auf das Innere 12 einfallende Laserstrahl 7 durch das Innere 12, ohne von den hervorstehenden Teilen 15 blockiert zu werden, und wird dann durch die Endfläche 13 in das Äußere des zylindrischen Teils 10 emittiert. Der von der Endfläche 13 her auf das Innere 12 einfallende Laserstrahl 7 läuft durch das Innere 12, ohne von den hervorstehenden Teilen 15 blockiert zu werden, und wird dann durch die Endfläche 14 in das Äußere des zylindrischen Teils 10 emittiert.
Andererseits bewegt sich in dem Falle, dass unerwünschtes, abseits des Pfads des Laserlichts 7 in vertikaler Richtung laufendes Licht 16 von der Endfläche 14 her in das Innere 12 eintritt, das unerwünschte Licht 16 zur Innenwand 10a oder zur Innenwand 10b hin, weg von der Mittenachse N. Weil die Innenwände 10a und 10b der oben beschriebenen Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, trifft das unerwünschte Licht 16 auf die Innenwand 10a oder die Innenwand 10b und wird von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 absorbiert. Die Innenwand 10a und die Innenwand 10b sind einzeln mit den hervorstehenden Teilen 15 ausgestattet. Dies erhöht die Menge an unerwünschtem Licht 16, das auf die Innenwände 10a und 10b auftrifft, im Vergleich zu dem Fall, dass die Innenwände 10a und 10b flache Oberflächen aufweisen. Weil die Menge des auf die Innenwände 10a und 10b auftreffenden unerwünschten Lichts erhöht ist, ist die Menge des durch die Optik-Pfad-Abdeckung 6 zu absorbierenden unerwünschten Lichts 16 erhöht. Wenn das unerwünschte Licht 16 auf die Innenwände 10a und 10b trifft, wird ein Teil des unerwünschten Lichts 16 nicht von der Innenwand 10a und der Innenwand 10b absorbiert, und divergiert von den Innenwänden 10a und 10b. Nachdem es von den Innenwänden 10a und 10b divergierte, trifft das unerwünschte Licht 16 auf irgendeine der Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d, und wird somit von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 absorbiert. Auch das von der Endfläche 13 her in das Innere 12 einfallende unerwünschte Licht 16 wird von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 auf dieselbe Weise absorbiert, wie das von der Endfläche 14 her in das Innere 12 einfallende unerwünschte Licht 16.
In dem Falle, dass unerwünschtes, abseits des Pfads des Laserlichts 7 in lateraler Richtung laufendes Licht 16 von der Endfläche 14 her in das Innere 12 eintritt, das unerwünschte Licht 16 zur Innenwand 10c oder zur Innenwand 10d hin, weg von der Mittenachse N. Weil die Innenwände 10c und 10d der oben beschriebenen Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, trifft das unerwünschte Licht 16 auf die Innenwand 10c oder die Innenwand 10d und wird von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 absorbiert. Die Innenwand 10c und die Innenwand 10d sind einzeln mit den hervorstehenden Teilen 15 ausgestattet. Dies erhöht die Menge an unerwünschtem Licht 16, das auf die Innenwände 10c und 10d auftrifft, im Vergleich zu dem Fall, dass die Innenwände 10c und 10d flache Oberflächen aufweisen. Weil die Menge des auf die Innenwände 10c und 10d auftreffenden unerwünschten Lichts erhöht ist, ist die Menge des durch die Optik-Pfad-Abdeckung 6 zu absorbierenden unerwünschten Lichts 16 erhöht. Wenn das unerwünschte Licht 16 auf die Innenwände 10c und 10d trifft, wird ein Teil des unerwünschten Lichts 16 nicht von der Innenwand 10c und der Innenwand 10d absorbiert, und divergiert von den Innenwänden 10c und 10d. Nachdem es von den Innenwänden 10c und 10d divergierte, trifft das unerwünschte Licht 16 auf irgendeine der Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d, und wird somit von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 absorbiert. Auch das von der Endfläche 13 her in das Innere 12 einfallende unerwünschte Licht 16 wird von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 auf dieselbe Weise absorbiert, wie das von der Endfläche 14 her in das Innere 12 einfallende unerwünschte Licht 16.
Mit dieser Konfiguration entfernt die Optik-Pfad-Abdeckung 6 das unerwünschte Licht 16 durch Absorbieren sowohl das in vertikaler Richtung divergierende Licht als auch das in lateraler Richtung divergierende Licht im Inneren des zylindrischen Teils 10. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 vermag das unerwünschte Licht 16 daran zu hindern, vom Umfeld des Laserstrahls 7 zu divergieren. In dem Lasergerät 100 vermag die Optik-Pfad-Abdeckung 6 das Divergieren des unerwünschten Lichts zu verhindern. Demgemäß vermag das Lasergerät 100 einen Temperaturanstieg von konstituierenden Komponenten des Lasergeräts 100 durch Einstrahlung von dem unerwünschten Licht 16 auf die konstituierenden Komponenten zu verhindern, oder einen Temperaturanstieg um die konstituierenden Komponenten herum zu verhindern. Das Lasergerät 100 vermag auch die Verschlechterung der Strahlqualität zu verhindern, die dadurch verursacht wird, dass das unerwünschte Licht 16 zusammen mit dem durch Resonanz erhaltenen Laserstrahl 7 emittiert wird.
An den Innenwänden 10a, 10b, 10c, und 10d sind die hervorstehenden Teile 15 in einem Raster („pitch“) von 1 Millimeter bis 3 Millimeter voneinander beabstandet, in der Richtung, in der die hervorstehenden Teile 15 nebeneinander angeordnet sind. Die hervorstehenden Teile 15, die in einem Raster von 1 Millimeter bis 3 Millimeter voneinander beabstandet sind, können durch die oben beschriebene Extrusion gebildet werden. Die in der Optik-Pfad-Abdeckung 6 gebildeten hervorstehenden Teile 15 sind nicht auf ein Raster von 1 Millimeter bis 3 Millimeter beschränkt. Es ist zulässig, die hervorstehenden Teile 15 in einem Raster von kürzer als 1 Millimeter oder länger als 3 Millimeter anzuordnen, solange die hervorstehenden Teile 15 das unerwünschte Licht 16 daran zu hindern vermögen, von der Optik-Pfad-Abdeckung 6 zu divergieren. Jeder der hervorstehenden Teile 15 ist in einem konstanten Raster gebildet. Die hervorstehenden Teile 15 können einen hervorstehenden Teil 15 beinhalten, der in einem anderen Raster als dem Raster der anderen hervorstehenden Teile 15 beabstandet ist. Die hervorstehenden Teile 15 können voneinander in einem regelmäßig unterschiedlichen Raster, oder in einem unregelmäßig unterschiedlichen Raster beabstandet sein.
Es ist zulässig, dass die hervorstehenden Teile 15 im senkrecht zur optischen Achse genommenen Querschnitt eine andere als wellenförmige Gestalt aufweisen. Es ist zulässig, dass die hervorstehenden Teile 15 im Querschnitt eine andere konvexe Gestalt als eine wellenförmige Gestalt aufweisen, wie eine dreieckige, eine abgerundet-dreieckige, eine Sägezahn-förmige, eine rechteckige oder eine Gestalt, die einem Teil eines Kreises oder einer Ellipse entspricht. Selbst in dem Fall, dass die hervorstehenden Teile 15 im Querschnitt eine andere konvexe Gestalt aufweisen, als eine wellenförmige Gestalt, vermag die Optik-Pfad-Abdeckung 6 zu helfen, unerwünschtes Licht 16 in den hervorstehenden Teilen 15 zu absorbieren, und kann somit immer noch das unerwünschte Licht 16 daran hindern, vom Umfeld des Laserstrahls 7 zu divergieren.
In dem in 1 illustrierten Lasergerät sind das optische Element 4 und das optische Element 5 nahe beieinander angeordnet. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen dem optischen Element 4 und dem optischen Element 5 ungefähr 10 Millimeter bis 100 Millimeter. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 kann zwischen den nahe beieinander angeordneten optischen Elementen 4 und 5 angeordnet sein.
Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 kann in Kombination mit einem Kühlgerät zum Kühlen der Optik-Pfad-Abdeckung 6 eingesetzt werden. Als Kühlgerät wird ein Wasserkühlungsgerät eingesetzt. Das Wasserkühlungsgerät verwendet Wasser als Kühlmittel. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 wird durch das Kühlgerät gekühlt, so dass die Optik-Pfad-Abdeckung 6 ihre Temperaturerhöhung durch effektives Abgeben der durch das Absorbieren des unerwünschten Lichts 16 erzeugten Wärme minimieren kann.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Optik-Pfad-Abdeckung 6 mit hervorstehenden Teilen 15 ausgestattet, von denen jeder eine sich parallel zur optischen Achse erstreckende längliche Gestalt aufweist, mit einer im Querschnitt senkrecht zur optischen Achse konvexen Gestalt. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 beinhaltet die hervorstehenden Teile 15 mit der oben beschriebenen Gestalt, so dass das Bearbeiten des zylindrischen Teils 10 und das Ausbilden der hervorstehenden Teile 15 gemeinsam durch Extrudieren ausgeführt werden kann, so dass die Optik-Pfad-Abdeckung 6 durch leichtes Bearbeiten gebildet werden kann. Daher erreicht die Optik-Pfad-Abdeckung 6 die Wirkung, durch leichtes Bearbeiten hergestellt zu werden. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 vermag auch unerwünschtes Licht 16 daran zu hindern, vom Umfeld des Laserstrahls 7 zu divergieren. Dies ermöglicht es dem Lasergerät 100, die durch Einstrahlung von unerwünschtem Licht 16 verursachte Temperaturerhöhung zu verringern oder zu vermeiden, und die durch Emission von unerwünschtem Licht 16 verursachte Verschlechterung der Strahlqualität zu verringern oder zu vermeiden.
Zweite Ausführungsform
5 ist ein Querschnitts-Diagramm eines in der Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer zweiten Ausführungsform beinhalteten zylindrischen Teils. In der Optik-Pfad-Abdeckung 6 gemäß der zweiten Ausführungsform sind an den Innenwänden 10a und 10b eines zylindrischen Teils 20 mehrere hervorstehende Teile 15 ausgebildet, während an den Innenwänden 10c und 10d des zylindrischen Teils 20 nicht mehrere hervorstehende Teile 15 ausgebildet sind. Konstituierende Elemente der zweiten Ausführungsform, die zu denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und Konfigurationen, die von jenen der ersten Ausführungsform abweichen, werden vorrangig beschrieben.
5 illustriert den senkrecht zur Mittenachse N der zylindrischen Form genommenen Querschnitt. Jeder der an den Innenwänden 10a und 10b ausgebildeten hervorstehenden Teile 15 steht in der vertikalen Richtung vor. Wie oben beschrieben ist der zylindrische Teil 20 mit den in einer Richtung hervorstehenden Teilen 15 gebildet, das heißt, entweder der vertikalen Richtung oder der lateralen Richtung. Jede der Innenwände 10c und 10d weist eine flache Oberfläche auf.
Es gibt den Fall, dass in einer bestimmten Richtung im senkrecht zur optischen Achse des Laserstrahls 7 genommenen Querschnitt aufgrund der Charakteristika des in die Optik-Pfad-Abdeckung 6 einfallenden Laserstrahls 7 eine größere Menge des unerwünschten Lichts 16 erzeugt wird. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 wird mit den hervorstehenden Teilen 15 in derjenigen Richtung bereitgestellt, in der eine größere Menge des unerwünschten Lichts 16 erzeugt wird. Die zweite Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem eine größere Menge des unerwünschten Lichts 16 in der vertikalen Richtung erzeugt wird, und demgemäß sind die hervorstehenden Teile 15 an den Innenwänden 10a und 10b ausgebildet, von denen die hervorstehenden Teile 15 in der vertikalen Richtung vorstehen. In derselben Weise wie oben beschrieben, wird die Optik-Pfad-Abdeckung 6 so eingebaut, dass die hervorstehenden Teile 15 in einer Richtung hervorstehen, die ausgerichtet ist an der Richtung, in der das unerwünschte Licht 16 vom Laserstrahl 7 divergiert. Die hervorstehenden Teile 15 stehen in der Richtung hervor, die ausgerichtet ist an der Richtung, in der das unerwünschte Licht 16 divergiert, so dass die Optik-Pfad-Abdeckung 6 das unerwünschte Licht 16 daran zu hindern vermag, vom Umfeld des Laserstrahls 7 zu divergieren.
Die hervorstehenden Teile 15 sind an der Innenwand 10c und an der Innenwand 10d nicht ausgebildet. Demgemäß weist der zylindrische Teil 20 verringerte Außenabmessungen in der lateralen Richtung im Vergleich zu dem Fall auf, dass die hervorstehenden Teile 15 an der Innenwand 10c und an der Innenwand 10d ausgebildet sind. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 vermag den zylindrischen Teil 20 zu verkleinern, indem die in einer anderen Richtung als derjenigen Richtung, in der das unerwünschte Licht 16 divergiert, auszubildenden hervorstehenden Teile 15 weggelassen werden. Die Innenwände 10c und 10d wurden der oben beschriebenen Oberflächenbehandlung unterzogen, um mit Licht-absorbierenden Eigenschaften ausgestattet zu werden. Aufgrund dieser Behandlung vermag die Optik-Pfad-Abdeckung 6 das auf die Innenwände 10c und 10d auftreffende unerwünschte Licht 16 zu absorbieren.
Bei der Optik-Pfad-Abdeckung 6 ist es in einem Fall, in dem eine größere Menge unerwünschten Lichts 16 sowohl in der vertikalen Richtung wie der lateralen Richtung divergiert, oder in einem Fall, in dem die Richtung, in der eine größere Menge unerwünschten Lichtes 16 divergiert, nicht angegeben ist, ist es zweckmäßig, die hervorstehenden Teile 15 an jeder der Innenwände 10a, 10b, 10c und 10d auszubilden, ähnlich der ersten Ausführungsform. Mit dieser Konfiguration vermag die Optik-Pfad-Abdeckung 6 die Divergenz des unerwünschten Lichts 16 in sowohl der vertikalen wie der lateralen Richtung verhindern.
In der zweiten Ausführungsform wird angenommen, dass der Laserstrahl 7 linear polarisiertes Licht ist, das in der Ebene schwingt, die in 5 durch den Doppelpfeil illustriert ist. Die Innenwände 10a und 10b sind mit den hervorstehenden Teilen 15 ausgestattet. Dies erhöht den Anteil der p-Wellenkomponente des unerwünschten Lichts 16, das auf die Innenwände 10a und 10b auftrifft, im Vergleich zu dem Fall, in dem die Innenwände 10 und 10b flache Oberflächen aufweisen. Bei vielen Substanzen wird die p-Wellenkomponente leichter absorbiert als die s-Wellenkomponente, weil die s-Wellenkomponente eine höhere Reflektivität aufweist als die p-Wellenkomponente. Weil der Anteil der p-Wellenkomponente des auf die Innenwände 10 und 10b auftreffenden unerwünschten Lichts 16 erhöht ist, ist es der mit den hervorstehenden Teilen 15 ausgestatteten Optik-Pfad-Abdeckung 6 ermöglicht, eine größere Menge an unerwünschtem Licht zu absorbieren.
In der zweiten Ausführungsform ist es auch ermöglicht, den zylindrischen Teil 20 und die Ausbildung der hervorstehenden Teile 15 gemeinsam durch Extrusion auszuführen, so dass die Optik-Pfad-Abdeckung 6 durch leichtes Bearbeiten gebildet werden kann. Die Optik-Pfad-Abdeckung 6 vermag auch das unerwünschte Licht 16 daran hindern, vom Umfeld des Laserstrahls 7 zu divergieren. Ferner werden die in anderen als der einen Richtung auszubildenden hervorstehenden Teile 15 weggelassen, und dies ermöglicht es, die Optik-Pfad-Abdeckung 6 zu verkleinern.
Dritte Ausführungsform
6 ist ein erstes Querschnitts-Diagramm einer Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer dritten Ausführungsform. 7 ist ein zweites Querschnitts-Diagramm der in 6 illustrierten Optik-Pfad-Abdeckung. Eine Optik-Pfad-Abdeckung 30 gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet einen Anpassungsschaft 31, um welchen die Optik-Pfad-Abdeckung 30 gedreht wird, wenn die Ausrichtung der Mittenachse N auf der Installations-Oberfläche der -Pfad-Abdeckung 30 eingestellt wird. Konstituierende Elemente der dritten Ausführungsform, die zu denen der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform identisch sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und Konfigurationen, die von jenen der ersten und zweiten Ausführungsform abweichen, werden vorrangig beschrieben.
6 illustriert den senkrecht zur Mittenachse N genommenen Querschnitt. Der in 7 illustrierte Querschnitt beinhaltet die Mittenachse N und ist parallel zur oben beschriebenen vertikalen Achse. Die Optik-Pfad-Abdeckung 30 beinhaltet die Optik-Pfad-Abdeckung 20, die identisch zur zweiten Ausführungsform ist. Es ist zulässig, dass die Optik-Pfad-Abdeckung 30 anstelle der Optik-Pfad-Abdeckung 20 die Optik-Pfad-Abdeckung 10 beinhaltet, die identisch zur ersten Ausführungsform ist.
Der Anpassungsschaft 31 ist eine stabähnliche Komponente. Ein Teil des Anpassungsschafts 31 ist im Bodenteil des festen Teils 11 eingebettet. Der andere Teil des Anpassungsschafts 31 steht vom Bodenteil des festen Teils 11 hervor. Der feste Teil 11 ist mit einer Schraube 32 an der Installations-Oberfläche befestigt. Beispielsweise ist die Installations-Oberfläche die Bodenfläche des Gehäuses, in dem die konstituierenden Elemente des Lasergeräts 100 beherbergt sind. Der feste Teil 11 ist mit einer Ausnehmung 33 für die Schraube 32 ausgestattet, die in einem Schraubloch im festen Teil 11 anzuordnen ist.
Beim Installieren der Optik-Pfad-Abdeckung 30 auf der Installations-Oberfläche wird ein von dem festen Teil 11 hervorstehender Teil des Anpassungsschafts 31 in ein in der Installations-Oberfläche gebildetes Loch eingesetzt, bevor der feste Teil 11 mit der Schraube 32 angeschraubt wird. Die Optik-Pfad-Abdeckung 30 wird auf der Installations-Oberfläche durch Einsetzen des Anpassungsschafts 31 in das in der Installations-Oberfläche gebildete Loch positioniert, und wird in einen um den Anpassungsschaft 31 drehbaren Zustand gebracht. Die Optik-Pfad-Abdeckung 30 wird um den Anpassungsschaft 31 gedreht, um die Ausrichtung der Mittenachse N einzustellen. Nachdem die Ausrichtung der Mittenachse N eingestellt wurde, wird der feste Teil 11 mit der Schraube 32 an die Installations-Oberfläche angeschraubt. Auf diese Weise wird die Installation der Optik-Pfad-Abdeckung 30 vervollständigt.
Wie oben beschrieben, wird die Optik-Pfad-Abdeckung 30 an der Installations-Oberfläche durch Einsetzen des Anpassungsschafts 31 in die Installations-Oberfläche positioniert, und wird in einen Zustand gebracht, in dem die Ausrichtung der Mittenachse N einstellbar ist. Dies ermöglicht es dem Lasergerät 100 leicht, die Optik-Pfad-Abdeckung 30 mit hoher Genauigkeit zu positionieren, und die Ausrichtung der Mittenachse N mit hoher Genauigkeit einzustellen.
Es ist der Optik-Pfad-Abdeckung 30 ermöglicht, die Ausrichtung der Mittenachse N mit hoher Genauigkeit einzustellen, so dass eine Öffnung der mit dem Inneren 12 verbundenen Endfläche 13 und eine Öffnung der mit dem Inneren 12 verbundenen Endfläche 14 an optimalen Stellen angeordnet sind. Bei der Optik-Pfad-Abdeckung 30 können die Öffnungen an optimalen Stellen angeordnet werden, und somit können die Abmessungen der Öffnungen so klein wie möglich gemacht werden, ohne den Laserstrahl 7 zu blockieren. Die Optik-Pfad-Abdeckung 30 ermöglicht es, die Abmessungen der Öffnungen zu verringern, und vermag demgemäß die Divergenz der unerwünschten Lichts 16 zu verringern. Die Optik-Pfad-Abdeckung 30 vermag es, die Abmessungen der Öffnungen zu verringern, und ermöglicht demgemäß die Verkleinerung des zylindrischen Teils 20.
Bei der dritten Ausführungsform ist es ebenfalls ermöglicht, Bearbeiten des zylindrischen Teils 20 und Ausbilden der hervorstehenden Teile 15 durch Extrusion gemeinsam auszuführen, so dass die Optik-Pfad-Abdeckung 30 durch leichtes Bearbeiten hergestellt werden kann. Ferner ist es dem Lasergerät 100 leicht ermöglicht, die Optik-Pfad-Abdeckung 30 mit hoher Genauigkeit zu positionieren, und die Ausrichtung der Mittenachse N mit hoher Genauigkeit einzustellen.
Vierte Ausführungsform
8 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Lasergeräts mit einer Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Ein Lasergerät 101 gemäß der vierten Ausführungsform ist ein Direct-Diode-Laser (DDL). 8 illustriert konstituierende Elemente des in seinem Gehäuse angeordneten Lasergeräts 101. Konstituierende Elemente der vierten Ausführungsform, die zu denen der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform identisch sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und Konfigurationen, die von jenen der ersten bis dritten Ausführungsform abweichen, werden vorrangig beschrieben.
Das Lasergerät 101 umfasst mehrere Laserdioden (LDs) 45 zum Emittieren von Laserstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen, und einen teilweise reflektierenden Spiegel 50 zum In-Resonanz-Bringen mehrerer von den LDs 45 emittierten Laserstrahlen 49-1, 29-2, ..., 49-n. „n“ ist eine Ganzzahl gleich oder größer als 3.
Der teilweise reflektierende Spiegel 50 reflektiert einen Teil der einfallenden Laserstrahlen 49 einer Mehrzahl von Laserstrahlen 49, während er einen anderen Teil der einfallenden Laserstrahlen 49 durch den teilweise reflektierenden Spiegel 50 hindurchtreten lässt. Die Laserstrahlen 49-1, 49-2, ..., 49-n werden, wenn sie nicht unterschieden werden, als „Laserstrahl(en) 49“ bezeichnet.
Ein wellenlängendispersives Element 51 ist ein Beugungsgitter zum Beugen jedes der Laserstrahlen 49. Das wellenlängendispersive Element 51 bewirkt, dass die von den LDs 45 mit in verschiedenen Richtungen ausgerichteten optischen Achsen der Laserstrahlen 49 einfallenden Laserstrahlen 49 mit zueinander ausgerichteten optischen Achsen zum teilweise reflektierenden Spiegel 50 laufen. Außerdem bewirkt das wellenlängendispersive Element 51, dass die vom teilweise reflektierenden Spiegel 50 her mit zueinander ausgerichteten optischen Achsen einfallenden Laserstrahlen 49 zu jeder der LDs 45 laufen, wobei ihre optischen Achsen in verschiedenen Richtungen ausgerichtet sind. Der Laserstrahl 49 läuft in Richtung der optischen Achse.
Das wellenlängendispersive Element 51 beugt die von den LDs 45 emittierten Laserstrahlen 49, um die Laserstrahlen unterschiedlicher Ordnung voneinander zu trennen. Das wellenlängendispersive Element 51 ist ein Lichtdurchlässiges Beugungsgitter. Das wellenlängendispersive Element 51 kombiniert gebeugte Lichtstrahlen erster Ordnung der Laserstrahlen 49 miteinander, und emittiert gebeugte Lichtstrahlen nullter Ordnung in eine andere Richtung als die Richtung zum teilweise reflektierenden Spiegel 50. Es ist zulässig, dass das wellenlängendispersive Element 51 ein reflektives Beugungsgitter ist.
Das wellenlängendispersive Element 51 richtet die optischen Achsen derjenigen Laserstrahlen 49 zueinander aus, die die gebeugten Lichtstrahlen erster Ordnung sind, um die Laserstrahlen 49 miteinander zu kombinieren. Das wellenlängendispersive Element 51 emittiert einen kombinierten Strahl 55 zum teilweise reflektierenden Spiegel 50 hin.
Der vom teilweise reflektierenden Spiegel 50 reflektierte kombinierte Strahl 55 tritt erneut in das wellenlängendispersive Element 51 ein. Das wellenlängendispersive Element 51 trennt den kombinierten Strahl 55 in die Laserstrahlen 49 mit verschiedenen Wellenlängen. Das wellenlängendispersive Element 51 emittiert die getrennten Laserstrahlen 49 zu den jeweiligen LDs 45. Jede der LDs ist mit einem Spiegel ausgestattet, der den vom wellenlängendispersiven Element 51 zur LD 45 zurückgestrahlten Laserstrahl 49 reflektiert. Die Spiegel in den LDs 45 und der teilweise reflektierende Spiegel 50 bilden den Resonator, der die Laserstrahlen 49 in Resonanz bringt. Das wellenlängendispersive Element 51 ist in dem Resonator angeordnet.
Die LD 45 ist mit einem Kühlkörper 44 zum Kühlen der LD 45 und einer Linse 46 integriert. Ein LD-Paket 41 ist eine Struktur, in der der Kühlkörper 44, die LD 45 und die Linse 46 zu einer Einheit integriert sind. Die Linse 46 kollimiert den von der LD 45 emittierten Laserstrahl 49 in einer Fast-Axis-Richtung. Die Fast-Axis-Richtung ist definiert als die zur Zeichnung von 8 senkrechte Richtung. Die LD 45 bildet einen LD-Stab, entlang dessen Licht-emittierende Punkte in einer Slow-Axis-Richtung aufgereiht sind. Die Slow-Axis-Richtung ist definiert als eine zur 8 parallele Richtung.
Eine Linse 47 kollimiert den von der LD 45 emittierten Laserstrahl 49 in der Slow-Axis-Richtung. Ein Halter 48 hält die Linse 47 und stellt die Position und Ausrichtung der Linse 47 ein. Eine Linseneinheit 43 ist eine Struktur, in der die Linse 47 und der Halter 48 zu einer Einheit integriert sind.
Eine Optik-Pfad-Abdeckung 42 ist zwischen der Linse 46 und der Linse 47 angeordnet. Die Optik-Pfad-Abdeckung 42 deckt das Umfeld des Laserstrahls 49 ab, welcher ein Hauptstrahl ist. Die Optik-Pfad-Abdeckung 42 ist eine der Optik-Pfad-Abdeckungen 6 und 30 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform. Jede der LD-Einheiten 40-1, 40-2, ..., 40-n beinhaltet das LD-Paket 41, die Optik-Pfad-Abdeckung 42 und die Linseneinheit 43. Der Laserstrahl 49-1 wird von der LD 45 der LD-Einheit 40-1 emittiert. Der Laserstrahl 49-2 wird von der LD 45 der LD-Einheit 40-2 emittiert. Der Laserstrahl 49-n wird von der LD 45 der LD-Einheit 40-n emittiert. Es ist in jeder der LD-Einheiten 40-1, 40-2, ..., 40-n zulässig, dass ein optisches Element, das die Schwingungsebene des Laserstrahls 49 um 90° dreht, an der Linse 47 näher an der Optik-Pfad-Abdeckung 42 bereitgestellt ist.
Ein Spiegel 53 reflektiert den von jeder der LD-Einheiten 40-1, 40-2, ..., 40-n emittierten Laserstrahl 49 zum wellenlängendispersiven Element 51 hin. Jeder der Spiegel 53 reflektiert wiederum den vom wellenlängendispersiven Element 51 emittierten Laserstrahl 49 zur entsprechenden LD-Einheit 40-1, 40-2, ..., 40-n hin. Ein Halter 54 hält den Spiegel 53 und stellt die Position und Ausrichtung des Spiegels 53 ein. Jede der Spiegeleinheiten 52-1, 52-2, ..., 52-n ist eine Struktur, in der der Spiegel 53 und der Halter 54 zu einer Einheit integriert sind.
Ein Teil des von dem LD-Paket 41 emittierten Laserstrahls 49 divergiert, indem er von der Linse 46 reflektiert wird, was zu unerwünschtem Licht 16 führt. Das Lasergerät 101 ist mit der Optik-Pfad-Abdeckung 42 ausgestattet, und vermag daher zu verhindern, dass das unerwünschte Licht 16 vom Umfeld des Laserstrahls 49 divergiert. Es ist zulässig, dass die Optik-Pfad-Abdeckung 42 wassergekühlt ist. Aufgrund dieser wassergekühlten Struktur vermag die Optik-Pfad-Abdeckung 42 seine Temperaturerhöhung vermindern oder vermeiden, indem durch Absorption des unerwünschten Lichts 16 erzeugte Wärme effizient abgeleitet wird.
Die Linse 46 und die Linse 47 sind nahe beieinander angeordnet. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen der Linse 46 und der Linse 47 ungefähr 10 Millimeter bis 100 Millimeter. Es ist herkömmlicherweise schwierig, unerwünschtes Licht 16 vom Zwischenraum zwischen optischen Elementen zu entfernen, die wie oben beschrieben nahe beieinander angeordnet sind. Obgleich geeignete Maßnahmen getroffen werden können, wie das Umgeben des optischen Pfads in Bezug auf die Linse 47 an der Seite näher zur Linse 46 mit einem dünnen Metallblech, besteht immer noch das Problem, dass, wenn eine größere Menge des unerwünschten Lichts 16 von der LD 45 eintritt, das unerwünschte Licht 16 vom Metallblech reflektiert wird und dann divergiert, was zu partieller Wärmeerzeugung führt. Weil der Abstand zwischen den LD-Einheiten 40-1, 40-2, ..., 40-n eng ist, führt die Installation eines solchen Metallblechs zu einem komplizierteren Layout der konstituierenden Elemente des Lasergeräts 101. Ferner kann, in einem Fall mit hoher Strahlintensität, wenn eine Platten-ähnliche Komponente wie eine Apertur, ein optischer Spalt oder das oben beschriebene Metallblech zwischen den optischen Elemente mit engem Abstand installiert wird, in der Platten-ähnlichen Komponente eine Hitzebruch auftritt, weil die Platten-ähnliche Komponente keine ausreichende Wärmekapazität aufweist.
Die Optik-Pfad-Abdeckung 42 gemäß der vierten Ausführungsform kann zwischen der Linse 46 und der Linse 47 installiert werden, die nahe beieinander angeordnet sind. Dies ermöglicht es dem Lasergerät 101, partielle Wärmeerzeugung zu verringern oder zu vermeiden, wenn eine größere Menge des unerwünschten Lichts 16 von der LD 45 eintritt, und das Layout der konstituierenden Elemente weniger kompliziert zu gestalten. Die Optik-Pfad-Abdeckung 42 weist eine Block-ähnliche Gestalt auf, und hat somit eine größere Wärmekapazität und eine höhere Wärmebeständigkeit im Vergleich zur oben beschriebenen Platten-ähnlichen Komponente. Daher vermag das Laser-Gerät 101 sogar, wenn die Optik-Pfad-Abdeckung 42 zwischen der Linse 46 und der Linse 47 installiert ist, einen Hitzebruch der Optik-Pfad-Abdeckung 42 zu vermindern oder zu verhindern.
Gemäß der vierten Ausführungsform ist das Lasergerät 101 mit der Optik-Pfad-Abdeckung 42 ausgestattet, und vermag somit unerwünschtes Licht 16 daran zu hindern, vom Umfeld des Laserstrahls 49 zu divergieren. Gemäß der vierten Ausführungsform kann ein DDL erreicht werden, bei dem es ermöglicht ist, den Temperaturanstieg durch Einstrahlung von unerwünschtem Licht 16 zu vermindern oder zu vermeiden, und die Verschlechterung der Strahlqualität durch Emission von unerwünschtem Licht 16 zu vermindern oder zu vermeiden.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen, wohlbekannten Technologien kombiniert werden, und Teile jeder der Konfigurationen können weggelassen oder modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Lasermedium;
2, 53: Spiegel;
3, 50: teilweise reflektierender Spiegel;
4,5: Optik-Element;
6, 30, 42: Optik-Pfad-Abdeckung;
7, 49, 49-1, 49-2, 49-n: Laserstrahl;
10, 20: zylindrischer Teil;
10a, 10b, 10c, 10d: Innenwand;
11: fester Teil;
12: Inneres;
13, 14: Endflächen;
15: hervorstehender Teil;
16: unerwünschtes Licht;
31: Anpassungsschaft;
32: Schraube;
33: Ausnehmung;
40-1, 40-2, 40-n: LD-Einheit;
41: LD-Paket;
43: Linseneinheit;
44: Kühlkörper;
45: LD;
46, 47: Linse;
48, 54: Halter;
51: wellenlängendispersives Element;
52-1, 52-2, 52-n: Spiegeleinheit;
55: überlagerter Strahl;
100, 101: Lasergerät;
N: Mittenachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP S5930386 [0005]

Claims

Optik-Pfad-Abdeckung zur Anordnung an einem Optik-Pfad, durch welchen Strahllicht läuft, wobei die Optik-Pfad-Abdeckung aufweist: einen zylindrischen Teil, durch welchen das Strahllicht laufen kann, wobei an einer Innenwand des zylindrischen Teils, welche Innenwand einer Seite der optischen Achse des Strahllichts zugewandt ist, mehrere hervorstehende Teile gebildet sind, von welchen jeder eine im Querschnitt senkrecht zur optischen Achse konvexe Gestalt und dabei eine entlang der optischen Achse längliche Gestalt aufweist, wobei die hervorstehenden Teile nebeneinander mit der konvexen Gestalt der Seite der optischen Achse zugewandt angeordnet sind.
Optik-Pfad-Abdeckung gemäß Anspruch 1, wobei die Innenwand einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurde, um Licht-absorbierende Eigenschaften zu erhalten.
Optik-Pfad-Abdeckung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in dem zylindrischen Teil die hervorstehenden Teile gebildet sind, wovon jeder in eine Richtung hervorsteht.
Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend einen Anpassungsschaft, um den die Optik-Pfad-Abdeckung gedreht wird, wenn eine Ausrichtung einer optischen Achse des zylindrischen Teils angepasst wird, auf einer Installations-Oberfläche der Optik-Pfad-Abdeckung.
Lasergerät mit der Optik-Pfad-Abdeckung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Optik-Pfad-Abdeckung in Bezug auf einen optischen Pfad angeordnet ist, durch welchen ein Laserstrahl läuft, wobei der Laserstrahl das Strahllicht ist.
Lasergerät gemäß Anspruch 5, umfassend: mehrere Laserdioden zum Emittieren von Laserstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen; einen Spiegel zum Bringen mehrerer der Laserstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen in Resonanz mit jeder der Laserdioden; und ein wellenlängendispersives Element zum bewirken, dass die Laserstrahlen, die mit unterschiedlicher Ausrichtung der optischen Achsen von den Laserdioden auftreffen, mit zueinander ausgerichteten optischen Achsen zu dem Spiegel laufen, wobei die Optik-Pfad-Abdeckung an einem Optik-Pfad zwischen dem wellenlängendispersiven Element und jeder der Laserdioden angeordnet ist.