DE1547322B2 - Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles auf ein Objekt - Google Patents

Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles auf ein Objekt

Info

Publication number
DE1547322B2
DE1547322B2 DE19661547322 DE1547322A DE1547322B2 DE 1547322 B2 DE1547322 B2 DE 1547322B2 DE 19661547322 DE19661547322 DE 19661547322 DE 1547322 A DE1547322 A DE 1547322A DE 1547322 B2 DE1547322 B2 DE 1547322B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image plane
laser
beam splitter
laser beam
crosshair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661547322
Other languages
English (en)
Other versions
DE1547322A1 (de
Inventor
Francis E. Malibu Calif. Goodwin (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hughes Aircraft Co filed Critical Hughes Aircraft Co
Publication of DE1547322A1 publication Critical patent/DE1547322A1/de
Publication of DE1547322B2 publication Critical patent/DE1547322B2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G02B23/10Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors reflecting into the field of view additional indications, e.g. from collimator
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/14Viewfinders
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30Collimators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Telescopes (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles auf ein Objekt mit einem im Strahlengang des Lasers angeordneten Strahlteiler und einer mit dem Strahlteiler gekoppelten optischen Zieleinrichtung, die eine Beobachtung des vom Laserstrahl getroffenen Objektes ermöglicht.
Eine solche Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift 965 131 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist eine Lichtquelle auf, die es ermöglicht, den Austrittsreflektor des Lasers durch ein paralleles Strahlenbündel senkrecht zu beleuchten, so daß von der Austrittsfläche des Lasers, beispielsweise der Endfläche eines Rubinstabes, ein paralleles Strahlenbündel ausgeht, das dem gleichen Wege folgt wie der eigentliche Laserstrahl und auf dem Objekt einen Lichtfleck erzeugt, dessen Lage auf dem Objekt mit Hilfe der optischen Zieleinrichtung betrachtet werden kann. Die ganze Anordnung kann dann so verstellt werden, daß der Lichtfleck die Stelle des Objektes trifft, die auch von dem Laserstrahl getroffen werden soll. Diese Ausrichtung erfolgt vor dem Einschalten des Lasers, der erst nach dem Ausschalten der Lichtquelle in Betrieb genommen werden kann. Eine Kontrolle, ob der Strahl des eingeschalteten Lasers tatsächlich die gewünschte Stelle des Objektes trifft, ist bei der bekannten Anordnung nicht möglich. Hierin liegt aber ein entscheidender Nachteil dieser bekannten Anordnung.
Abgesehen davon, daß bei der bekannten Anordnung im normalen Betriebsfall nicht genau geprüft werden kann, ob der Strahl der Lichtquelle den Austrittsreflektor des Lasers genau senkrecht trifft, so daß sich bei mangelhafter Justierung der Lichtquelle erhebliche Ausrichtfehler ergeben können, deckt sich ein auf diese Weise auf dem Objekt erzeugter Lichtfleck keineswegs mit der Fläche, auf die der Laserstrahl auftrifft. Eine solche Übereinstimmung würde nur dann bestehen, wenn der Laserstrahl genau in der Mitte der reflektierenden Fläche längs der gleichen Achse austreten würde, auf der das Licht der Lichtquelle zu der reflektierenden Fläche gelangt. Es emittiert jedoch jedes .Laserelement den Laserstrahl an einer Stelle des teilweise durchlässigen Spiegels, an der zufällig ein Modenabschluß vorliegt. Es ist höchst selten, daß diese Stelle in der geometrischen Mitte der Fläche liegt. Wenn aber der Laserstrahl nicht genau längs der Achse des von der Punktlichtquelle emittierten Strahles emittiert wird, fallen der Lichtstrahl und der Laserstrahl am Objekt nicht zusammen. Daher kann die bekannte Anordnung trotz der relativ komplizierten Optik keine befriedigenden Ergebnisse liefern.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles zu schaffen, bei der die Stelle, an der der Laserstrahl auf das Objekt auftrifft, unmittelbar beobachtet werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung ein Objektiv aufweist, das in Strahlrichtung hinter dem Strahlteiler angeordnet ist und dessen Bildebene sich zwischen dem Objektiv und dem Strahlteiler befindet, daß in der Bildebene ein Fadenkreuz angeordnet und der Laserstrahl in der Bildebene fokussiert ist und daß endlich die optische Zieleinrichtung zur Beobachtung der Bildebene eingerichtet ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Stelle, an der der Laserstrahl das Objekt trifft, während des Betriebes des Lasers zu beobachten, indem in der Bildebene des Objektes das Zwischenbild des Objektes und die Stelle beobachtet werden, an der der ausgesendete Laserstrahl in dieser Bildebene fokussiert ist. Die Beobachtung des fokussierten Laserstrahles wird durch die Anbringung des Fadenkreuzes möglich, das in der Regel von einer Platte getragen wird, an der genügend Licht reflektiert wird, um die Durchtrittsstelle des Laser-Strahles erkennbar zu machen. Dagegen wird nicht etwa das am Objekt gestreute Licht des Laserstrahles beobachtet.
Der Erfindungsgegenstand ist an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer grundlegenden Ausführungsform der Erfindung, bei der der Laserstrahl von dem Strahlteiler reflektiert wird, F i g. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der der Laserstrahl durch den Strahlteiler hindurchgeleitet wird,
F i g. 3 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die die Möglichkeit bietet, einen infraroten Strahl zu richten,
F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht des Fadenkreuzteils der Ausführungsform nach F i g. 3,
F i g. 5 und 6 schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Erfindung, in denen das Brewstersche Plättchen der Ausführungsform nach F i g. 3 durch einen Vielschicht-Strahlteiler ersetzt ist, F i g. 7 eine Ausführungsform der Erfindung, die dazu dient, einen optischen Sender genau dem Empfänger-Laser-Übertragungssystem auszurichten,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Brechungsteleskop und einem eingebauten Gaslaser und
F i g. 9 eine schematische Darstellung einer nach der Erfindung ausgebildeten Mikroskopanordnung.
F i g. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung, die zur Beschreibung der Wirkungsweise der Erfindung dient. Der Weg durch die Anordnung kann wie folgt beschrieben werden. Ausgehend von dem Objektivelement 11, das der Spiegel eines Spiegelteleskops sein kann, wird der einfallende Zielstrahl (vom Ziel zurückgeworfenes Licht) in einer Bildebene 13 fokussiert, in der ein Fadenkreuz 15 angeordnet ist, das die Form eines halbdurchlässigen dünnen Films mit einem Ubertragungskoeffizienten von 0,95 oder höher aufweisen kann. Der Strahl kann dann durch eine Kollimatorlinse 17 zu einem Strahlteiler 19 fortschreiten, der von einem unter 45° angeordneten (A)-Tiefpaß gebildet werden kann, das Lichtenergie reflektiert, das die Frequenz des gesendeten Laser-Strahles hat, und Energie anderer Frequenzen, einschließlich der von dem Ziel kommenden, durchläßt. Daher wird der einfallende Strahl durch den Strahlteiler 19 und gewöhnlich durch ein nicht gezeigtes Okular hindurchgeleitet, von dem aus das Ziel in der Bildebene für einen Beobachter 21 sichtbar ist. Der gesendete Laserstrahl, der von einem Laser 23 erzeugt wird, wird in derselben Bildebene 13 wie das Ziel fokussiert und wird dadurch für den Beobachter 21 sichtbar. Der Zielvorgang besteht darin, das Zielbild auf das Punktbild des Laserstrahles zu plazieren. Zusätzlich ist immer, wenn die Laserstrahlkollimation mit Hilfe der Kollimatorlinse 17 eingestellt wird, die relative Größe des Laser-
bleches in der Bildebene dieselbe wie auf dem Ziel.
Der Strahlteiler kann statt dessen auch von einem vielschichtigen, unter 45° angeordneten (A)-Hochpaß 31 gebildet werden, das z. B. eine Laserstrahlung von 6328 A, die unter 45° einfällt, hindurchläßt und alle anderen Frequenzen reflektiert, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird der einfallende Strahl, der durch die Objektivlinse 33 hindurchgeht, zu einem Okular 35 reflektiert, von dem aus das Ziel in einer Bildebene 37 sichtbar ist. Zwischen einem Rubinlaser 41 und dem Strahlteiler 31 ist eine Kollimatorlinse 39 angeordnet, um den Strahl in der Bildebene 37 zu fokussieren. Der Zielvorgang ist unter Verwendung eines in der Bildebene 37 angeordneten teilweise reflektierenden Fadenkreuzes oder einer Fadenplatte 43 genau derselbe wie der für die Ausführungsform nach F i g. 1 beschriebene.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt. Sie erlaubt es dem Beobachter, in der Brennebene 51 des Teleskops 53 gleichzeitig ein vergrößertes Bild des Zieles und den fokussierten Laserstrahl zu sehen. Der Laserstrahl wird durch ein optisches Plättchen 55 geleitet, das unter dem Brewsterschen Winkel Φ — arc tg η angeordnet ist, wobei η der Brechungsindex des für das optische Plättchen verwendeten Glases ist. Der von dem Lasergenerator 57 erzeugte und linear polarisierte Laserstrahl wird von einer Linse 58 in der Brennebene 51 fokussiert, wobei er durch das Plättchen 55 hindurchgeht. Eine Fadenplatte, die aus einem dünnen Film aus transparentem Material 59 in der Brennebene 51 besteht, enthält entweder an der Oberfläche oder in seinem Material eine kleine Phosphormenge. Das Teleskopbild wird durch ein konventionelles Teleskopokular 61 gesehen, weil fast das gesamte Licht einer Polarisation von dem Brewsterschen Plättchen 55 in das Okular 61 reflektiert wird. Auch das Bild des Laserstrahls ist durch das Okular sichtbar. Wenn der Laser 57 im sichtbaren Bereich arbeitet, ist das von dem dünnen Film 59 in der Brennebene 51 gestreute Licht ausreichend, um den Brennpunkt des Strahls beim Durchblick durch das Okular 51 zu lokalisieren. Wenn der Laserstrahl im infraroten Bereich arbeitet, wird der dünne Film 59 mit ultraviolettem (UV) Licht von einer kleinen UV-Quelle 63 überflutet, die mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle durch Drähte 65 verbunden ist, so daß der CdS-Phosphor in dem Film 59 auf den infraroten Laserstrahl reagiert. Der Phosphoranteil in dem Film 59 ist sehr klein, so daß der durch das Teleskop 53 gesendete Laserstrahl nicht wesentlich gedämpft wird. Wenn ein Okular starker Vergrößerung gebraucht wird, kann die Abmessung des Laserstrahls mit der Abmessung des Bildes des Zieles verglichen werden, und der Anteil des Strahles, der durch das Ziel aufgefangen wird, kann abgeschätzt werden.
F i g. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Fadenkreuzteils der Ausführungsform nach F i g. 3.
F i g. 5 und 6 veranschaulichen schematisch zwei Ausführungsformen der Erfindung, in denen das Brewstersche Plättchen 55 (Strahlteiler) des vorhergehenden Ausführungsbeispiels (F i g. 3 und 4) durch einen Strahlteiler vom Typ eines Vielschicht-Frequenzfilters der gleichen Art ersetzt ist, wie sie in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 behandelt worden ist. Demgemäß bezeichnen gleiche Bezugszahlen identische Bauteile, die schon in vorhergehenden Figuren dargestellt wurden und in der beschriebenen Weise funktionieren. Die Fadenplatte 59 wird hier schematisch durch gekreuzte Linien dargestellt.
Beim Betreiben eines Lasersystems zur Nachrichtenübertragung bereitet das Problem, den Sender genau auf den Empfänger auszurichten, eine der ernstesten Arbeitsschwierigkeiten. Das optische Duplex-System, bei dem die Erfindung verwirklicht ist
ίο und das in F i g. 7 gezeigt wird, ist für diesen Zweck ausgebildet.
In F i g. 7 ist ein mit dem Pfeil 71 bezeichneter Laserstrahl dargestellt, der aus einem (nicht gezeigten) optischen Sender austritt. Es ist ein gut parallelisierter Strahl von ungefähr 1 mm Durchmesser. Der Strahl tritt in ein Ubertragungsteleskop 73 ein, bei dem es sich um ein Refraktionsteleskop konventioneller Bauweise handelt, das den Eingangsstrahl von 1 mm Durchmesser in einen gut gebündelten Ausgangsstrahl mit einem Durchmesser von etwa 50 mm umwandelt. Die durch Brechung begrenzte Strahlweite der abgestrahlten Energie beträgt, wenn das Teleskop 73 auf unendlich fokussiert ist, ungefähr 15 Microradiant. Die Strahlweite kann durch Verändern der Position der Objektivlinse 75 auf irgendeinen gewünschten Wert vergrößert werden. Mit einem teilweise reflektierenden Zielfadenkreuz 77 in der Bildebene 79 der Objektivlinse 75 wird bei abgeschaltetem optischem Sender ein Lichtsignal vom Empfänger (oder eine Lichtmarke an diesem Empfänger) in der Bildebene 79 fokussiert, nach dem es von einem ersten Spiegel 81 und einem zweiten Spiegel 83 reflektiert wurde, indem die Objektivlinse 75 auf den Empfänger zu oder von ihm weg bewegt wird. Dies wird durch Drehen eines Zahnrades 85 von Hand erreicht, das in die bewegliche Zahnstange 87 eingreift, auf der die Linse 75 angebracht ist.
Nachdem das einfallende Lichtsignal die Bildebene 79 passiert hat, divergiert es und gelangt in eine Linsenanordnung 89, die das Signal zu einem parallelen Strahl sammelt. Dieser Strahl wird dann von einem Strahlteiler 91 reflektiert, der in üblicher Weise so ausgebildet ist, daß er die einfallende Energie in einem Winkel von 90° zu einem Spektralspiegel 93 und einem Zielokular 95 reflektiert, das für Fokussierungszwecke (wie dargestellt) ein- und ausgeschoben werden kann. Das Fadenkreuz 77 ist auf seine »Ein«-Position eingestellt, so daß das empfangene Signal auf seine nicht dargestellten gekreuzten Fäden durch Verstellen der gesamten Sendet einheit ausgerichtet werden kann. Dann wird der Laser eingeschaltet, der einen Laserstrahl liefert, der zweimal von einem dritten und einem vierten Spiegel 97 bzw. 99 reflektiert wird, den Strahlteiler 91 durchdringt und in der Bildebene 79 von der Linsenanordnung 89 fokussiert wird. Die Linsenanordnung 89 kann dann justiert werden, um sicherzustellen, daß auch der Laserstrahl auf die gekreuzten Fäden des Fadenkreuzes 77 zentriert ist.
Danach kann das Fadenkreuz 77 in seine »Aus«1 Position bewegt und der Strahlteiler 91 entfernt werden, um sicherzustellen, daß keine unnötigen Verluste in der Vorrichtung auftreten. Diese Methode der Justierung stellt sicher, daß das Teleskop 73 auf einen Bruchteil seiner durch Brechung begrenzten Strahlweite genau auf den Empfänger ausgerichtet ist. F i g. 8 veranschaulicht noch eine andere Ausführungsform der Erfindung, die ein Brechungsteleskop
101 und einen eingebauten Gaslaser 103 umfaßt. Der Lichtweg durch die Ziel- und Betriebs-Optiken kann wie folgt beschrieben werden. Von der Objektivlinse 105 ausgehend sind die einfallenden Strahlen konvergierend und gehen durch ein Porro-Prisma 107, das dazu dient, die wirkliche Länge des Teleskops 101 zu verkürzen und das Bild umzudrehen. Dies bewirkt eine Aufrichtung des Bildes, um Gewöhnungsprobleme beim Ausrichten der Vorrichtung kleinzuhalten. Nachdem sie das Prisma 107 passiert haben, werden die Strahlen von einem ersten Oberflächenspiegel 109 um 90° abgelenkt. Der Oberfiächenspiegel ist auf der Vorderfläche versilbert, um vielfältige Verzerrungen, die sonst beim Durchgang durch das Glas auftreten, zu eliminieren. Die Strahlen werden dann in einer Bildebene 111 fokussiert, in der ein Fadenkreuz in Form eines teildurchlässigen dünnen Filmes 113 mit einem Übertragungskoeffizienten von ungefähr 0,95 oder mehr angeordnet ist. Die Strahlen pflanzen sich dann nach oben fort und werden anschließend in ein Okular 115 von einem Stück klaren optischen Glases 117 reflektiert, das unter dem Brewsterschen Winkel angeordnet ist, so daß nur das Licht reflektiert wird, das senkrecht zu der Einfallsebene polarisiert ist. Da das einfallende Licht beliebig polarisiert ist, beträgt der Verlust theoretisch 3 db, praktisch aber ungefähr 6 db.
Die Gesamtvergrößerung der Optik kann mit einer Objektivlinse von 50 mm und einem Blickfeld von 5° ungefähr 7 betragen. Das Okular 115 ist hier für einen Augenabstand von 7,62 cm ausgebildet, um dem Beobachter zu erlauben, das Teleskop zu benutzen und auszurichten, ohne das Auge dicht an dem Okular zu haben. Wie oben erwähnt wurde, enthält die Bildebene 111 ein Zielfadenkreuz 113, das ein Zentrieren des Zieles erleichtert. Die Bildebene 111 ist für ein Objekt im Unendlichen fest fokussiert, jedoch ermöglicht das Okular eine gewisse Fokussierung, um Differenzen der individuellen Sehkraft zu kompensieren.
Der gesendete Laserstrahl benutzt genau dieselben Optiken, die auch für das Zielen gebraucht werden; dies ist wichtig, weil irgendein Element, das den Laserstrahl verzerrt, auch den visuellen Anzielungsweg verzerrt. Die beiden Wege bleiben deshalb ohne Rücksicht auf störende Medien überlagert. Der Laserstrahl wird von dem Gaslaser 103 erzeugt, der einen optisch aktiven, gasgefüllten Zylinder 119 umfaßt, der in einem länglichen Rohr 121 angeordnet ist, das an dem Gehäuse 123 des Teleskops 101 befestigt ist. Eine der reflektierenden Flächen, die den optischen Resonator des Gaslasers 103 bilden, ist an dem Boden des Rohres 121 angebracht. Dies ist ein konventioneller optischer Resonatorspiegel 125. Das andere Ende des optischen Resonators ist nicht dargestellt, um die wichtigen Optiken der Anordnung besser zu veranschaulichen. Das Ausgangssignal des Lasers 103 wird durch Spiegel 127 am oberen Ende des Optikgehäuses 123 um 180° umgelenkt und nach unten durch eine den Strahl sammelnde Optik 129 durch Justieren des Fokussierungsringes 131 zu einem Brennpunkt in der Bildebene 111 reflektiert. Weil der Laserstrahl fast 100%ig linear polarisiert ist, geht er durch den genau auf den Brewsterschen Winkel eingestellten Spiegel 117 praktisch ohne Reflexion oder Absorption hindurch. Was an Reflexion vorhanden ist, wird von dem Auge des Betrachters weggerichtet und an der Wand des Optikgehäuses 123 absorbiert. Der Vorteil der Verwendung eines unter dem Brewsterschen Winkel angeordneten Spiegels im Wege des Laserstrahles gegenüber einem versilberten Spiegel mit einer Blende besteht darin, daß irgendein S an einem außerhalb des Senders liegenden Objekt reflektierter Anteil des Laserstrahles nicht in das Auge des Beobachters gelangt, sondern statt dessen durch den Spiegel hindurch in den optischen Resonator des Lasers zurückläuft.
ίο Der Brewstersche Spiegel 117 kann auch durch einen konventionellen dichroitischen Spiegel des Typs, wie er als Strahlteiler 31 in F i g. 2 veranschaulicht wird, ersetzt werden. In diesem Fall wird der Winkel, den der Spiegel mit dem einfallenden Licht bildet, so eingestellt werden müssen, daß das einfallende Licht in das Okular 115 reflektiert wird.
Alle vorhergehenden Ausführungsbeispiele waren allgemein für den Fall bestimmt, in dem das Ziel in großer Entfernung von dem Laser ist. Jedoch ist die Erfindung auch mit Vorteil anwendbar, wenn das Ziel dem Laser sehr nahe aber sehr klein, insbesondere von mikroskopischer Größe ist. In diesem Fall ist die optische Vorrichtung diejenige eines Mikroskops, wie es in F i g. 9 dargestellt ist. Es kann dieser Ausführungsform entnommen werden, daß das von dem kleinen Objekt 201 ausgehende Licht von einer Objektivlinse 205, die eine sehr kurze Brennweite hat, in einer Bildebene 203 gesammelt und danach von einem Okular 207, das eine etwas längere Brennweite hat, kollimiert wird. Obwohl nur einzelne Elemente gezeigt werden, enthalten diese beiden Linsen mehrere Elemente, um die Abberration zu reduzieren. Wenn der Strahl einmal kollimiert ist, geht er durch den Strahlteiler 209 hindurch, der hier von einem dichroitischen Spiegel gebildet wird, und wird für einen Beobachter 211 sichtbar, der durch ein geeignetes Okular 213 blickt. Ein Gaslaser 215 oder ein sonstiger Dauerstrich-Laser, wie z. B. ein Gallium-Arsenid-Laser, wird dann eingeschaltet, und es wird sein Ausgangsstrahl von dem Strahlteiler 209 reflektiert und von dem Okular 207 in der gleichen Bildebene 203 fokussiert. In dieser Ebene ist ein leicht reflektierendes Fadenkreuz 217 angeordnet, so daß der Beobachter 211 zur genauen Ausrichtung des Lasers auf das kleine Objekt 201 nur die ganze Anordnung oder das Objekt so gegenüber dem anderen zu bewegen braucht, daß das Bild des Objektes 201 und der Laserstrahl in dem Fadenkreuz 217 zusammenfallen.
Mit der Bezeichnung »Fadenplatte« ist hier ein Fadenkreuz gemeint, das einen kleinen Anteil des einfallenden Lichtes reflektiert und das auf Linien zusammengestellt sein kann, die auf einer bzw. einem weitgehend transparenten Platte oder dünnen Film angebracht sind. Wenn ein Laser mit sehr hoher Leistung auf ein Ziel gerichtet werden soll, kann das in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beschriebene Fadenkreuz in seiner Mitte mit einem Loch versehen werden, das den gesendeten Laserstrahl, wenn er genau ausgerichtet ist, hindurchläßt, während wie im Falle eines Lasers geringer Leistung ein kleiner Anteil des Strahles reflektiert wird, wenn der Strahl auf die Fadenkreuzstruktur selber auftrifft. Daher weiß der Beobachter, wenn keine Reflexion des Laserstrahles stattfindet, daß der Laserstrahl durch das Loch hindurchgeht und genau ausgerichtet ist, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung des Fadenkreuzes durch einen andauernden
Einfluß einer Laserstrahlung sehr hoher Intensität besteht.
Aus dem vorhergehenden ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine verbesserte und einfache Vorrichtung zum genauen Ausrichten eines Laserstrahles auf ein sich entweder in großem oder in geringem Abstand von der Vorrichtung befindendes Ziel geschaffen wurde.
Bei der Ausführung der Erfindung kann für die verschiedenen beschriebenen optischen Elemente jedes geeignete optische Material verwendet werden. Weiter können z. B. auch andere Komponenten oder Elemente statt derjenigen eingesetzt werden, die speziell erwähnt wurden. Zum Beispiel kann der Laser, der ausgerichtet werden soll, von jeder Art sein, die für einen Dauerstrichbetrieb geeignet ist. Es kann jedoch auch ein Impulslaser ausgerichtet werden, indem entweder durch ihn das Signal eines Dauerstrichlasers hindurchgesendet oder in irgendeiner anderen Weise der Strahl eines Dauerstrichlasers längs der Achse des Strahlweges des Impulslasers gerichtet wird.

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Ausrichten eines Laser-Strahles auf ein Objekt mit einem im Strahlengang des Lasers angeordneten Strahlteiler und einer mit dem Strahlteiler gekoppelten optischen Zieleinrichtung, die eine Beobachtung des vom Laserstrahl getroffenen Objekts ermöglicht, d a durch gekennzeichnet, daß sie.ein Objektiv (11) aufweist, das in Strahlrichtung hinter dem Strahlteiler (19) angeordnet ist und dessen Bildebene (13) sich zwischen dem Objektiv (11) und dem Strahlteiler (19) befindet, daß in der Bildebene (13) ein Fadenkreuz (15) angeordnet und der Laserstrahl in der Bildebene (13) fokussiert ist und daß endlich die optische Zieleinrichtung zur Beobachtung der Bildebene eingerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl auf den Strahlteiler (19) einfällt und von ihm längs der Strahlachse zu der Bildebene (13) reflektiert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl auf den Strahlteiler (31) einfällt und durch den Strahlteiler hindurch längs der Strahlachse in die Bildebene (37) übertragen wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zieleinrichtung so ausgebildet ist, daß sie nur Lichtstrahlen in der Bildebene empfängt, die durch den Strahlspalter übertragen werden.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zieleinrichtung so ausgebildet ist, daß sie nur Lichtstrahlen in der Bildebene empfängt, die von dem Sirahlteiler reflektiert werden.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Strahlachse zwischen der Bildebene (13) und dem Strahlteiler (19) eine Kollimatorlinse (17) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Strahlachse in bezug auf das Objektiv (33) jenseits der Bildebene (37) eine Kollimatorlinse (39) angeordnet ist und der Strahlteiler (31) zwischen der Kollimatorlinse und der Bildebene angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkreuz (13) teilweise reflektierend ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine ultraviolette Lampe (63) vorgesehen ist, die ultraviolettes Licht erzeugt, das auf die Bildebene (59) gerichtet ist, und daß das Fadenkreuz (51) einen dünnen Film aus im wesentlichen transparentem Material umfaßt, das Teilchen enthält, die für ultraviolettes Licht empfindlich sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (75) Teil eines Fernrohres (73) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (205) Teil eines Mikroskops ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 545/201
DE19661547322 1965-07-01 1966-06-25 Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles auf ein Objekt Pending DE1547322B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US46874765A 1965-07-01 1965-07-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1547322A1 DE1547322A1 (de) 1969-11-20
DE1547322B2 true DE1547322B2 (de) 1970-11-05

Family

ID=23861069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661547322 Pending DE1547322B2 (de) 1965-07-01 1966-06-25 Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles auf ein Objekt

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1547322B2 (de)
GB (1) GB1126817A (de)
SE (1) SE324194B (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2275543A (en) * 1992-10-16 1994-08-31 Secr Defence Laser beam alignment device
US7545562B2 (en) 2007-02-07 2009-06-09 Raytheon Company Common-aperture optical system incorporating a light sensor and a light source

Also Published As

Publication number Publication date
SE324194B (de) 1970-05-25
DE1547322A1 (de) 1969-11-20
GB1126817A (en) 1968-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3137892C2 (de)
DE69008035T2 (de) Optisches Gerät zur Einspiegelung eines kollimierten Bildes in das Sichtfeld eines Beobachters und Helm mit einem derartigen Gerät.
EP0264404B1 (de) Vorrichtung zum selbsttaetigen fokussieren eines auflichtmikroskopes
DE10240033A1 (de) Strahlformungseinheit und Vorrichtung mit einer solchen Strahlformungseinheit zum Einbringen von Strahlungsenergie in ein Werkstück aus einem schwach absorbierenden Material
DE2037583B2 (de) Fernrohr fur em optisches Ortungs gerat mit dichroitischem Filter
DE1905605A1 (de) Geraet zum Ausrichten von zwei oder mehreren optischen Achsen
EP1303738B1 (de) Vorrichtung zur optischen Distanz- oder Geschwindigkeitsmessung
DE2948687C2 (de) Binokulare Betrachtungsanordnung
DE2709364C3 (de) Einäugige Spiegelreflexoptik für ein Endoskop
DE3804534C2 (de) Spiegelsystem mit einem sammelnden Primärspiegel
DE1548482A1 (de) Entfernungsmess- oder aehnliche Vorrichtung mit selektiv fluoreszentem Sender
DE60121561T2 (de) Spiegelteleskop
DE2714412C3 (de) Elektrooptisches Rückstrahl-Ortungsgerät, insbesondere Laserentfernungsmesser mit in einen Visierzweig eingekoppelter Zielmarke
DE19825092C2 (de) Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser
DE69402849T2 (de) Verfahren zur uberwachung der justierung einer ziel-oder uberwachungssensorreihe
DE3339369C2 (de) Neodym-YAG-Lasergerät insbesondere zur ophthalmologischen Behandlung
DE10031414B4 (de) Vorrichtung zur Vereinigung optischer Strahlung
DE1772824A1 (de) Langgestrecktes stereooptisches System
DE2651720B2 (de) Optisches Suchersystem für eine Spiegelreflexkamera
DE2051328B2 (de) Vorrichtung zur wellenlaengenselektion bei breitbandig emittierenden lasern
DE1547322B2 (de) Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahles auf ein Objekt
DE3708647C2 (de)
DE3735784C2 (de) Mikroskop für photometrische Messungen
DE1044950B (de) Fotoelektrische Abtasteinrichtung fuer die Eichung von Elektrizitaetszaehlern
DE1108066B (de) Mit dem Objektiv einer photographischen Kamera verbundene Suchereinrichtung