Die Erfindung betrifft ein Abschlußstück zum Einkoppeln
von Strahlung in eine Lichtleitfaser und zum Auskoppeln von Strahlung
aus einer Lichtleitfaser, wobei das Abschlußstück aus einem länglichen Gehäuse besteht,
das eine durchgehende, sich in axialer Richtung erstreckende, zylindrische Öffnung zur
Aufnahme der Lichtleitfaser aufweist, aus der die Strahlung als
Strahlenbündel
aus dem Abschlußstück zur Verbindung
der Lichtleitfaser mit anderen Bauteilen austritt, an dem Ende des
Gehäuses,
an dem die Lichtleitfaser eintritt, die Lichtleitfaser aufgenommen
und innerhalb des Gehäuses
geführt
wird, am anderen Ende des Gehäuses
eine kurzbrennweitige Sammellinse befestigt ist, das Ende der Lichtleitfaser
innerhalb der durchgehenden, sich in axialer Richtung erstreckenden,
zylindrischen Öffnung
sowie der Sammellinse relativ zueinander ausgerichtet und fixiert
sind, und daß der
Austrittspunkt der Strahlung aus der Lichtleitfaser etwa im Brennpunkt
der Sammellinse liegt und das aus der Sam mellinse austretende Strahlenbündel des
Laserstrahles ausgerichtet ist, und eine Fassung für ein derartiges
Abschlußstück.The invention relates to an end piece for coupling
of radiation into an optical fiber and for coupling out radiation
from an optical fiber, the end piece consisting of an elongated housing,
which has a continuous, axially extending, cylindrical opening for
Includes the optical fiber from which the radiation as
ray beam
from the end piece for connection
the optical fiber emerges with other components at the end of the
housing,
at which the optical fiber enters, the optical fiber is recorded
and inside the case
guided
is at the other end of the case
a short focal length lens is attached to the end of the optical fiber
within the continuous, axially extending,
cylindrical opening
and the converging lens aligned and fixed relative to each other
are, and that the
Exit point of the radiation from the optical fiber at about the focal point
the converging lens lies and the bundle of rays emerging from the collecting lens
Laser beam is aligned, and a socket for such
Terminator.
Ein Abschlußstück dieser Art ist bekannt ( DE-C-31 21 287 ).
Mittels des bekannten Abschlußstückes soll
bei einer Lichtleitfaseroptik zur Übertragung eines hochenergetischen
Laserstrahles durch einzelne Lichtleitfaser der Austausch erleichtert
werden können.
Zum Einkoppeln von Strahlung in die Lichtleitfaser soll die Anordnung
der Lichtleitfaser genau mit der optischen Achse der Sammellinse
fluchtend angeordnet sein bzw. beide zusammenfluchten – wenn auch
nicht unbedingt mit derselben Genauigkeit wie die Lichtleitfaser
und die Sammellinse untereinander – mit der optischen Austrittsakte
des Lasers. Die Maßnahme,
die bei dem bekannten Anschlußstück vorgesehen
ist, die Lichtleitfaser mit der optischen Achse der Sammellinse
fluchtend anzuordnen, wird dadurch bewirkt, daß die Kupplung und das Kupplungsglied
koaxial zueinander ausgerichtet ist, d.h. diese sollen koaxial ineinanderpassen.A termination piece of this type is known ( DE-C-31 21 287 ). The exchange is to be facilitated by means of the known end piece in the case of optical fiber optics for the transmission of a high-energy laser beam by means of individual optical fibers. In order to couple radiation into the optical fiber, the arrangement of the optical fiber should be exactly aligned with the optical axis of the converging lens or both should be aligned - if not necessarily with the same accuracy as the optical fiber and the converging lens with one another - with the optical exit file of the laser. The measure which is provided in the known connector, to arrange the optical fiber in alignment with the optical axis of the converging lens, is brought about by the fact that the coupling and the coupling member are aligned coaxially with one another, ie they should fit coaxially into one another.
Mit der konstruktiven Ausgestaltung
des bekannten Abschlußstückes ist
weder ein präzises
Einkoppeln in die Lichtleitfaser noch ein präzises Auskoppeln aus der Lichtleitfaser
möglich.With the constructive design
of the known end piece
neither a precise one
Coupling into the optical fiber still a precise coupling out of the optical fiber
possible.
Aus der DE-A-29 38 910 ist ein Einkoppelstück bekannt.
Auf dem Faserende einer Lichtleitungsfaser ist eine Hülle aufgebracht.
Das Vorsehen dieser Hülle
hat den Grund, daß aufgrund
von Herstellungstoleranzen bei Lichtleitungsfasern die Faserenden
dann mit der besagten Hülle
versehen werden, wenn die Faserenden in einer gesonderten Vorrichtung
in zwei senkrecht aufeinander und quer zum Lichtstrahl stehenden
Richtungen verschoben worden sind, bis ein Lichtstrahl eine bestimmte
Lage in Bezug auf eine Wahrnehmungsachse einnimmt. Die Hülle wird
erst dann aufgebracht, wenn eine unerwünschte Exzentrizität des einen
Lichtleitungsfaserkerns relativ zu dem anderen Lichtleitungsfaserkern durch
entsprechende Bearbeitung der Lichtleitungsfaserenden abgeschlossen
ist. Die Hüllen
werden also nach dem Meßvorgang
in der Vorrichtung, der die jeweiligen Exzentrizitäten feststellt,
mit zu den Lichtleitungskernen der beiden auszurichtenden Lichtleiterfasern
konzentrisch verlaufenden Flächen versehen,
wobei dann zwei auf diese Weise bearbeitete, mit jeweiligen Hüllen versehenen
Faserenden mit an sich bekannten Methoden gekoppelt werden.From the DE-A-29 38 910 a coupling piece is known. A sheath is applied to the fiber end of an optical fiber. The provision of this sheath is due to the fact that, due to manufacturing tolerances in the case of optical fibers, the fiber ends are provided with the said sheath when the fiber ends have been moved in a separate device in two directions perpendicular to one another and transverse to the light beam until a light beam has determined a particular one Takes up position in relation to an axis of perception. The sheath is only applied when an undesirable eccentricity of one optical fiber core relative to the other optical fiber core has been completed by appropriate processing of the optical fiber ends. After the measurement process in the device, which determines the respective eccentricities, the sleeves are thus provided with surfaces which are concentric to the light guide cores of the two optical fibers to be aligned, two fiber ends processed in this way, provided with respective sleeves, then being coupled using methods known per se ,
Ein Ziel der Erfindung ist es, ein
Abschlußstück für Lichtleitfasern
zu schaffen, das einfach herstellbar ist und ein sehr präzises Einkoppeln
in die Lichtleitfaser und/oder ein sehr präzises Auskoppeln der Strahlung
aus der Lichtleitfaser ermöglicht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, bei einem Fiberlaser die
Pumpstrahlung optimal in die Laserfiber einzukoppeln und/oder die
Laserstrahlung optimal aus der Laserfiber auszukoppeln. Dabei soll
der Laserstrahl mit definierten Werten bezüglich Strahldurchmesser, Strahldivergenz,
Zentrierung und Winkelrichtung ausgekoppelt werden. Weiterhin sollen
das Ende der Laserfiber, in die die Pumstrahlung eintritt, und das
Ende, aus dem die Laserstrahlung austritt, präzise und dauerhaft gefaßt werden,
um ein fertigungs- und servicegerechtes Modul zu erhalten. Die Strahlung
kann dabei erfindungsgemäß je nach
Anwendungsfall z. B. als Pumpfleck in die Fiber eingekoppelt und/oder
als paralleler Laserstrahl ausgekoppelt werden, an der Austrittsstelle
divergieren oder z.B. in einem gewissen Abstand von der Austrittsstelle
fokussiert sein. Dabei besteht der Wunsch, das Abschlußstück möglichst
klein auszubilden und mit einer oder mehreren Passungen als Referenz fläche oder
Referenzflächen
für die
Ausrichtung des Laserstrahls zu versehen.An object of the invention is to
End piece for optical fibers
to create, which is easy to manufacture and a very precise coupling
into the optical fiber and / or a very precise coupling of the radiation
from the optical fiber.
Another object of the invention is to provide the fiber laser
Optimal coupling of pump radiation into the laser fiber and / or the
Optimal coupling of laser radiation from the laser fiber. In doing so
the laser beam with defined values with regard to beam diameter, beam divergence,
Centering and angular direction are decoupled. Should continue
the end of the laser fiber into which the pump radiation enters, and that
End from which the laser radiation emerges can be grasped precisely and permanently,
in order to receive a module suitable for production and service. The radiation
can according to the invention
Use case z. B. coupled as a pump leak into the fiber and / or
are coupled out as a parallel laser beam at the exit point
diverge or e.g. at a certain distance from the exit point
be focused. There is a desire to have the end piece as possible
training small and with one or more fits as a reference surface or
reference surfaces
for the
To provide alignment of the laser beam.
Gelöst wird die Aufgabe gem. der
Erfindung dadurch, daß eine äußere Passung
oder mehrere äußere Passungen
als Referenzfläche
oder Referenzflächen
für die
Ausrichtung des Strahlenbündels
des Laserstrahls auf dem Anschlußstück vorgesehen ist bzw. sind,
die definiert in bezug auf die Passung oder Passungen ausgerichtet
ist, wobei im Anschlußstück Mittel
zum Justieren der Lage der Lichtleitfaser in bezug auf die Passung
oder Passungen vorgesehen sind.The task is solved according to the
Invention in that an outer fit
or more external fits
as a reference surface
or reference areas
for the
Alignment of the beam
the laser beam is or are provided on the connector,
which is defined in relation to the fit or fits
is, with means in the connector
to adjust the position of the optical fiber in relation to the fit
or fits are provided.
Wichtige Merkmale der Erfindung sind
im Patentanspruch 1 angegebenen. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 27 hervor.Important features of the invention are
specified in claim 1. Advantageous further developments of
Invention emerge from the subclaims 2 to 27.
Die Erfindung wird im folgenden anhand
der 1 bis 13 näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the following 1 to 13 explained in more detail. Show it:
1 eine
Prinzipdarstellung eines Fiberlasers (Stand der Technik), 1 a schematic diagram of a fiber laser (prior art),
1a eine
verkürzte
Darstellung der Fiber des Fiberlasers (Stand der Technik), 1a an abbreviated representation of the fiber of the fiber laser (prior art),
2 ein
Beispiel für
ein Abschlußstück (Terminator)
für die
Auskopplung der Strahlung aus einer Faser bzw. der Fiber eines Fiberlasers, 2 an example of a termination piece (terminator) for coupling out the radiation from a fiber or the fiber of a fiber laser,
2a ein
Beispiel einer Mehrfachanordnung für mehrere Abschlußstücke, 2a an example of a multiple arrangement for several end pieces,
3 ein
Beispiel für
ein Abschlußstück mit Justierschrauben, 3 an example of an end piece with adjusting screws,
3a einen
Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß 3 im Bereich der Justierschrauben, 3a a cross section through the end piece 3 in the area of the adjustment screws,
4 ein
Beispiel eines Abschlußstücks mit kugelförmigen Justierelementen, 4 an example of an end piece with spherical adjusting elements,
4a einen
Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß 4 im Bereich der kugelförmigen Justierelemente, 4a a cross section through the end piece 4 in the area of the spherical adjustment elements,
5 ein
Beispiel einer Ausführung
eines Abschlußstücks mit
einer konischen Passung zum Einsatz in eine Fassung, 5 an example of an embodiment of a closure piece with a conical fit for use in a socket,
6 ein
Beispiel für
eine Mehrfachfassung für
mehrere Abschlußstücke, 6 an example of a multiple version for several end pieces,
6a die
rückwärtige Befestigung
der Abchlußstücke gemäß 6, 6a the rear attachment of the end pieces according to 6 .
7 ein
Beispiel für
ein Abschlußstück mit rechteckförmigem Querschnitt
und einer trapezförmigen
Draufsicht, 7 an example of an end piece with a rectangular cross section and a trapezoidal plan view,
7a einen
Längsschnitt
durch das Abschlußstück gemäß 7, 7a a longitudinal section through the end piece according to 7 .
7b einen
Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß 7, 7b a cross section through the end piece 7 .
8 ein
Beispiel für
eine Ausführungsform mit
quadratischem Querschnitt, 8th an example of an embodiment with a square cross section,
8a ein
Querschnitt durch das Abschlußstück gemäß 8, 8a a cross section through the end piece according 8th .
9 ein
Beispiel für
ein Abschlußstück mit trapezförmigem Querschnitt, 9 an example of an end piece with a trapezoidal cross section,
9a ein
Beispiel für
ein Abschlußstück mit dreieckigem
Querschnitt, 9a an example of an end piece with a triangular cross section,
9b ein
Beispiel für
ein Abschlußstück mit wabenförmigem Querschnitt, 9b an example of an end piece with a honeycomb cross section,
10 eine
modulare Ausführung
der Fiber des Fiberlasers gemäß 1, 10 a modular version of the fiber of the fiber laser according to 1 .
11 ein
Beispiel für
die Einkopplung der Pumpenergie in die Fiber des Fiberlasers gemäß 10, 11 an example for the coupling of the pump energy into the fiber of the fiber laser according to 10 .
12 ein
Beispiel für
einen Fiberlaser mit zwei Ausgängen
und 12 an example of a fiber laser with two outputs and
13 ein
Beispiel zum Zusammenführen zweier
Fiberlaser. 13 an example for merging two fiber lasers.
Die Erfindung wird im folgenden anhand
eines Anwendungsbeispiels bei der Einkopplung der Pumpstrahlung
und der Auskopplung von Laserstrahlung bei einem Fiberlaser erläutert. Die
Erfindung ist aber nicht auf die Anwendung bei Fiberlasern beschränkt, sondern
kann überall
da eingesetzt werden, wo Strahlung in eine Lichtleitfaser eingekoppelt
oder Strahlung aus einer Lichtleitfaser ausgekoppelt werden soll,
bzw. wo Strahlung aus einer Lichtleitfaser austritt.The invention is illustrated below
an application example in the coupling of the pump radiation
and the extraction of laser radiation in a fiber laser. The
However, the invention is not limited to use in fiber lasers, but rather
can be anywhere
are used where radiation is coupled into an optical fiber
or radiation from an optical fiber is to be coupled out,
or where radiation emerges from an optical fiber.
In den 1 und 1a wird der prinzipielle
Aufbau einer Fiberlaseranordnung 2, auch Faserlaser genannt,
gezeigt. In 1 wird die
Energie einer Pumpquelle wie z. B. einer Laserdiode, hier Pumpquelle 18 genannt, über eine
Einkoppeloptik 3 zu einem geeigneten Pumpfleck 4 geformt
und in die Laserfiber 5 eingekoppelt.In the 1 and 1a becomes the basic structure of a fiber laser arrangement 2 , also called fiber laser. In 1 is the energy of a pump source such. B. a laser diode, here pump source 18 called, via a coupling optics 3 to a suitable pump stain 4 shaped and into the laser fiber 5 coupled.
Solche Pumpquellen sind z.B. in der
parallellaufenden deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 196 03 704 beschrieben.
Typische Pumpquerschnitte der Laserfibern liegen etwa zwischen 100
um und 600 um Durchmesser bei einer numerischen Apertur von etwa
0,4. Die Laserfiber 5 ist auf der Einkoppelseite 6 mit
einem Einkoppelspiegel 7 versehen, der die Pumpstrahlung
ungehindert durchläßt, für die Laserstrahlung
aber eine 100 %ige Reflexion aufweist. Der Einkoppelspiegel 7 kann
mit einer geeigneten Halterung oder durch Kleben an dem Faserende
befestigt sein, er kann aber auch durch direktes Aufdampfen einer
geeigneten Schicht, wie sie bei Einkoppelspiegeln für Laser
verwendet wird, auf das Faserende realisiert werden. Auf der Auskoppelseite 11 der
Laserfiber 5 ist ein für
die Laserstrahlung teildurchlässiger
Auskoppelspiegel 12 angebracht, durch den die Laserstrahlung 13 ausgekoppelt
wird. In vorteilhafter Weise weist der Auskoppelspiegel für die Pumpstrahlung
eine 100%ige Reflexion auf. Hierdurch wird die restliche Pumpstrahlung
wieder zurück
in die Lichtleitfaser reflektiert, was vorteilhaft ist, da die Pumpenergie
besser ausgenutzt wird und außerdem
nicht bei der Anwendung der Laserstrahlung stört. Der Auskoppelspiegel kann
wie der Einkoppelspiegel, ebenfalls durch Aufdampfen hergestellt
werden. Der relativ große
Pumpquerschnitt 14 vereinfacht das Einkoppeln der Pumpenergie
und ermöglicht
den Einsatz einer einfach lösbaren
Verbindung zwischen Pumpquelle und Laserfiber, wie in den 10 und 11 gezeigt wird. Dabei kann das pumpquellenseitige
Abschlußstück der Laserfiber
in vorteilhafter Weise baugleich sein mit dem Abschlußstück auf der
Auskoppelseite, es muß es aber
nicht. Eine präzise
Steckverbindung zwischen Pumpquelle und Laserfiber bietet erhebliche
Vorteile bei der Fertigung der Fiberlaser und im Servicefall. Die
Laserfiber kann aber auch fest mit der Pumpquelle zu einem Lasermodul
verbunden sein. Infolge des gezielt hergestellten, sehr geringen
Faserkerndurchmessers liefert der Fiberlaser am Austritt eine praktisch
beugungsbegrenzte Laserstrahlung 13.Such pump sources are for example in the parallel German patent application with the file number P 196 03 704 described. Typical pump cross sections of the laser fibers are approximately between 100 μm and 600 μm in diameter with a numerical aperture of approximately 0.4. The laser fiber 5 is on the coupling side 6 with a coupling mirror 7 provided that the pump radiation passes unhindered, but has a 100% reflection for the laser radiation. The coupling mirror 7 can be attached to the fiber end with a suitable holder or by gluing, but it can also be realized by direct vapor deposition of a suitable layer, such as is used in coupling mirrors for lasers, on the fiber end. On the decoupling side 11 the laser fiber 5 is a coupling mirror that is partially transparent to the laser radiation 12 attached through which the laser radiation 13 is decoupled. The decoupling mirror for the pump radiation advantageously has a 100% reflection. As a result, the remaining pump radiation is reflected back into the optical fiber, which is advantageous since the pump energy is better utilized and also does not interfere with the use of the laser radiation. The coupling-out mirror, like the coupling-in mirror, can also be produced by vapor deposition. The relatively large pump cross section 14 simplifies the coupling of pump energy and enables the use of an easily detachable connection between pump source and laser fiber, as in the 10 and 11 will be shown. The end piece of the laser fiber on the pump source side can advantageously be identical to the end piece on the outcoupling side, but it does not have to be. A precise plug connection between pump source and laser fiber offers considerable advantages in the manufacture of fiber lasers and in the event of service. The laser fiber can also be permanently connected to the pump source to form a laser module. As a result of the specifically produced, very small fiber core diameter, the fiber laser delivers practically diffraction-limited laser radiation at the exit 13 ,
In 1a ist
der Einkoppelvorgang der Pumpstrahlung in den Pumpquerschnitt 14 der
Laserfiber 5, die auch als Doppelkernfaser bezeichnet wird,
näher dargestellt.
Die Energie im Pumpfleck 4 regt auf ihrem Weg durch die
Faser die Laserstrahlung im Kern der Laserfiber 15 an.
Der Pumpkern 16 ist von einem Mantel 17 um geben.
Der etwa 5 μm
bis 10 μm
starke Kern 15 der Laserfiber 5 ist vorwiegend mit
Seltenen Erden dotiert. Wie unter 12 und 13 näher beschrieben, kann man an
den aktiven Ausgang von Fiberlasern auch passive Fasern 28 ankoppeln.In 1a is the coupling process of the pump radiation into the pump cross section 14 the laser fiber 5 , which is also referred to as double core fiber. The energy in the pump spot 4 stimulates the laser radiation in the core of the laser fiber on its way through the fiber 15 on. The pump core 16 is from a coat 17 surround. The approximately 5 μm to 10 μm thick core 15 the laser fiber 5 is predominant endowed with rare earths. As under 12 and 13 Described in more detail, passive fibers can also be connected to the active output of fiber lasers 28 Docking.
In 2 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Abschlußstücks 26 (Terminator)
für eine Faser 28 oder
Laserfiber 5, die auch eine Faser ist, gezeigt. Solche
Abschlußstücke können mit
Vorteil für
die Auskopplung von Laserstrahlung aus einer Faser 5, 28 verwendet
werden, wie es in der parallellaufenden, gleichzeitig mit der vorliegenden
Anmeldung eingereichten deutschen Patentanmeldung "Verfahren und Anordnung
zur Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen", Zeichen der Anmelderin 98/1035, beschrieben
ist und Anwendung findet. Dieses Abschlußstück 26 kann grundsätzlich für alle Anwendungsfälle benutzt
werden, bei denen es darauf ankommt, das aus einer Faser 5, 28 austretende Strahlenbündel mit
einer lösbaren
Verbindung präzise
anzukoppeln. Ebenso ist es mit Hilfe dieses Abschlußstücks möglich, eine
präzise
lösbare
Verbindung der Faser 5, 28 mit der übrigen Optik
zu erzeugen. Das Abschlußstück besteht
aus einem länglichem
Gehäuse 132,
das eine durchgehende, sich in axialer Richtung erstreckende, zylindrische Öffnung 130 aufweist.
Das Gehäuse
ist vorzugsweise aus vorgefertigtem, beispielsweise gezogenem Material, das
vorzugsweise aus Glas bestehen kann, hergestellt. Die Laserfiber 5 des
Fiberlasers ist vorzugsweise auf ihrem letzten Ende von ihrem Mantel
befreit und an ihrer Außenfläche aufgerauht,
wie es in der deutschen Patentanmeldung P 197 23 267 beschrieben ist, so
daß die
restliche Pumpstrahlung vor dem Eintritt der Laserfiber in das Abschlußstück die Laserfiber
verläßt. Die
Faser 5, 28 kann zusätzlich noch mit einer ein-
oder mehrlagigen Schutzhülle 131 umgeben
sein, die mit dem Gehäuse 132 des
Abschlußstücks beispielsweise
mittels einer Klebung 142 verbunden sein kann. Das Gehäuse 132 weist
Passungen 134 auf, mit denen das Gehäuse in einer Fassung 29 (2a, 5, 6, 11) genau eingesetzt werden
kann. Dabei können
sich die Passungen über
die gesamte Länge
des Gehäuses
erstrecken (2, 7, 8), sie kön nen aber auch in begrenzten
Bereichen des Gehäuses
angebracht sein (3, 4, 5). Es können eine oder mehrere Dichtungen 36 vorgesehen
sein, die beispielsweise mittels Klebungen 142 mit dem
Gehäuse 132 verbunden sind.
Die Aufgabe der Dichtungen ist es, eine gasdichte Verbindung der
Abschlußstücke mit
den Fassungen 29 zu ermöglichen.
Das Gehäuse
kann im Bereich des Schutzmantels 131 und der Dichtung 36 einen
anderen, beispielsweise geringeren Durchmesser haben, als im Bereich
der Passungen. An einem Ende des Gehäuses 132 wird das
Ende der Faser 28 bzw. der Laserfiber 5 aufgenommen
und innerhalb des Gehäuses
in der Öffnung 130 geführt. Am anderen
Ende des Gehäuses 132 ist
eine kurzbrennweitige Linse 133 befestigt, wobei das Gehäuse eine konische
Erweiterung 139 aufweisen kann, um die Laserstrahlung 13 nicht
zu behindern. Es können
Mittel zum Justieren der Lage der Faser 5, 28 innerhalb des
Abschlußstückes vorgesehen
sein, um die Lage der Faser zu der Linse 133 innerhalb
des Abschlußstückes und
in Bezug auf die Passungen 134 zu justieren, wie in den 3, 3a, 4, 4a, 5, 7a, 7b, 8, 8a, 9, 9a und 9b gezeigt
wird. Es kann auch die radiale Lage der Faser 5, 28 durch
die zylindrische Öffnung 130 bestimmt
werden, wobei die Faser axial innerhalb der Öffnung verschiebbar ist. Die
Lage der Linse 133 kann entweder bei der Montage ausreichend präzise montiert
oder durch nicht dargestellte geeignete Mittel in Bezug auf die
Faser 5, 28 und auf die Passungen 134 axial
und/oder radial justiert und fixiert werden, wobei auch die Faser
axial verschoben werden kann (2).
Die Justierungen werden vorteilhaft mit einer Meß- und Justiervorrichtung vorgenommen.
Durch die Justierung soll erreicht werden, daß das aus der Linse 133 austretende
Strahlenbündel 144 zu
den Passungen 134 in eine vorgegebene Achs- und Fokuslage
mit einem definierten Kegel gebracht wird. Nach einer Fixierung
der Faser 5, 28 innerhalb des Gehäuses 132 und
der Linse 133 an dem Gehäuse wird die Meß- und Justiervorrichtung entfernt.
Erfindungsgemäß ist es
auch möglich,
das Ende der Faser 5, 28 im Bereich des Abschlußstücks vor
der Montage mit einem geeigneten Überzug, beispielsweise einer
entsprechend dick aufgebrachten Metallisierung 141 zu versehen,
um die Dauerhaftigkeit der Justierung noch zu verbessern. Die Fixierung der
Faser 5, 28 innerhalb des Gehäuses 132 kann mit
geeigneten Mitteln wie Kleben, Löten
oder Schweißen
erfolgen. An der Übergangsstelle
zwischen dem Gehäuse 132 und
der Schutzhülle 131 ist vorzugsweise
eine elastische Masse 138 vorgesehen, die einen zusätzlichen
Schutz für
die Faser darstellt. Es ist gemäß der Erfindung
auch möglich,
die Linse 133 vorzugsweise auf ihrer dem Faserende zugewendeten
Seile durch entsprechende Formgebung und Aufdampfen einer entsprechenden
Schicht so auszuführen
und auszurichten, daß sie
die Funktion des Auskoppelspiegels 12 für den Fiberlaser mit übernimmt.In 2 is a preferred embodiment of an end piece 26 (Terminator) for a fiber 28 or laser fiber 5 , which is also a fiber. Such end pieces can be used advantageously for the extraction of laser radiation from a fiber 5 . 28 are used, as described and used in the parallel German patent application "Process and arrangement for material processing by means of laser beams", filed by the applicant 98/1035 and filed simultaneously with the present application. This end piece 26 can basically be used for all applications where it comes down to the one fiber 5 . 28 Coupling emerging bundles of rays precisely with a detachable connection. It is also possible with the help of this end piece, a precisely detachable connection of the fiber 5 . 28 with the rest of the optics. The end piece consists of an elongated housing 132 , which has a continuous, axially extending, cylindrical opening 130 having. The housing is preferably made of prefabricated, for example drawn material, which can preferably consist of glass. The laser fiber 5 The fiber laser is preferably freed of its cladding on its last end and roughened on its outer surface, as is the case in the German patent application P 197 23 267 is described, so that the remaining pump radiation leaves the laser fiber before the laser fiber enters the end piece. The fiber 5 . 28 can also be used with a single or multi-layer protective cover 131 be surrounded by the housing 132 the end piece, for example by means of an adhesive 142 can be connected. The housing 132 shows fits 134 with which the housing in a socket 29 ( 2a . 5 . 6 . 11 ) can be used exactly. The fits can extend over the entire length of the housing ( 2 . 7 . 8th ), but they can also be installed in limited areas of the housing ( 3 . 4 . 5 ). There can be one or more seals 36 be provided, for example, by means of bonds 142 with the housing 132 are connected. The task of the seals is to create a gas-tight connection between the end pieces and the sockets 29 to enable. The housing can be in the area of the protective jacket 131 and the seal 36 have a different, for example smaller diameter than in the area of the fits. At one end of the case 132 becomes the end of the fiber 28 or the laser fiber 5 recorded and inside the housing in the opening 130 guided. At the other end of the case 132 is a short focal length lens 133 attached, the housing being a conical extension 139 can have to the laser radiation 13 not to hinder. Means can be used to adjust the position of the fiber 5 . 28 be provided within the end piece to the location of the fiber to the lens 133 within the end piece and in terms of fits 134 to adjust as in the 3 . 3a . 4 . 4a . 5 . 7a . 7b . 8th . 8a . 9 . 9a and 9b will be shown. It can also change the radial location of the fiber 5 . 28 through the cylindrical opening 130 can be determined, the fiber being axially displaceable within the opening. The location of the lens 133 can either be mounted with sufficient precision during assembly or by suitable means, not shown, with respect to the fiber 5 . 28 and on the fits 134 axially and / or radially adjusted and fixed, the fiber also being axially displaceable ( 2 ). The adjustments are advantageously made with a measuring and adjusting device. The aim of the adjustment is to ensure that this is out of the lens 133 emerging rays of radiation 144 to the fits 134 is brought into a predetermined axis and focus position with a defined cone. After fixing the fiber 5 . 28 inside the case 132 and the lens 133 the measuring and adjusting device is removed from the housing. According to the invention, it is also possible to end the fiber 5 . 28 in the area of the end piece before assembly with a suitable coating, for example a correspondingly thick metallization 141 in order to improve the durability of the adjustment. The fixation of the fiber 5 . 28 inside the case 132 can be done with suitable means such as gluing, soldering or welding. At the transition point between the housing 132 and the protective cover 131 is preferably an elastic mass 138 provided that provides additional protection for the fiber. It is also possible according to the invention, the lens 133 preferably on their ropes facing the fiber end by appropriate shaping and vapor deposition of an appropriate layer so that they perform the function of the coupling mirror 12 for the fiber laser.
2a zeigt
eine Mehrfachanordnung von Fiberlaserausgängen mittels der Abschlußstücke aus 2. In einem Gehäuse 145 sind
Bohrungen 150 zum Aufnehmen von zwei Abschlußstücken 26 für zwei Spuren
vorgesehen. Weiterhin sind in Verlängerung der Bohrungen innerhalb
des Gehäuses 145 je drei
Stifte 148 und 149 in Reihen so angebracht, daß sie eine
seitliche Begrenzung als Fassung 29 für die Abschlußstücke darstellen
und für
eine präzise
Führung
und Ausrichtung der Abschlußstücke sorgen. Die
Durchmesser der Stifte 148 sind mit d, bezeichnet und vorzugsweise
untereinander gleich. Die Durchmesser der Stifte 149 sind
mit d2 bezeichnet und vorzugsweise ebenfalls
untereinander gleich. Wenn die Durchmesser der Stifte 148 gleich
den Durchmessern der Stifte 149 wären, würden die Achsen der Strahlenbündel beider
Spuren in der Zeichenebene parallel zu einander liegen, da die Abschlußstücke 26 zylindrische
Passungen 134 aufweisen. Es sind aber in 2a die Durchmesser der Stifte 149 größer als
die Durchmesser der Stifte 148 dargestellt, was dazu führt, daß die Achsen
der beiden Strahlenbündel
in der Zeichenebene unter einem Winkel zueinander verlaufen. Der
Winkel zwischen den Strahlenbündeln
ist abhängig
vom Durchmesserunterschied d2 – d1 und vom Mittenabstand M der beiden Siftreihen.
Die Abschlußstücke sind
auf der Unterseite in einer Ebene durch das Gehäuse 145 geführt und werden
von oben durch einen nicht dargestellten Deckel des Gehäuses geführt, der
an dem Gehäuse
befestigt ist und es mittels einer nicht dargestellten Dichtung
gasdicht abschlie ßen
kann. Das Gehäuse 145 kann
Teil einer Aufnahme für
eine optische Einheit zur Formung der Laserstrahlung sein. Die Abschlußstücke sind
mittels Laschen 147 und nicht dargestellten Schrauben an
dem Gehäuse 145 befestigt, wobei
die Dichtungen 36 für
einen gasdichten Abschluß sorgen.
Die Anordnung ist nicht auf zwei Spuren beschränkt, es können weitere Bohrungen 150 vorgesehen
werden und weitere Stifte 148 und 149 eingesetzt
werden, um weitere Abschlußstücke für weitere
Spuren einzufügen.
Die Anordnung ist auch nicht auf die beschriebene eine Ebene beschränkt, es
können
weitere Bohrungen 150 in das Gehäuse 145 in weiteren
Spuren und in einer oder mehreren weiteren Ebenen eingefügt werden,
die über
oder unter der Zeichenebene liegen und dabei die Stifte 148 und 149 soweit
verlängert
werden, daß sie
Fassungen 29 für
alle Spuren und alle Ebenen darstellen. Erfindungsgemäß werden
zum Erzeugen eines definierten Abstands zwischen den Ebenen ebenfalls Stifte 148 und 149 verwendet.
In diesem Fall verlaufen die Stifte horizontal zwischen den Abschlußstücken. Beispielsweise
verlaufen die horizontal angeordneten Stifte 149 zwischen
der Wand des Gehäuses 145,
in der die Bohrungen 150 liegen und der Reihe der gezeigten
vertikal angeordneten Stifte 149. Die horizontal angeordneten
Stifte 148 verlaufen vorzugsweise in einem Abstand M parallel
zu den horizontal angeordneten Stiften 149. Horizontal
angeordnete Stifte sind in 2a nicht
dargestellt. Die Stifte 148, 149 werden vorzugsweise
aus gezogenem Stahldraht gefertigt, sie können aber auch aus anderen
Materialien, beispielsweise aus gezogenem Glas bestehen. Ein Vorteil
bei der Anordnung mit mehren Spuren und/oder mehreren Ebenen in
der gezeigten Weise ist, daß die
Stäbe 148, 149 eine
gewisse Flexibilität
aufweisen. Dadurch ist es möglich,
das gesamte Paket aus den Abschlußstücken in Richtung der Spuren
und in Richtung der Ebenen so zusammenzupressen, daß die Abschlußstücke 26 mit
ihren Passungen 134 ohne Abstand an den Stiften anliegen,
was für
die Erzielung höchster
Präzision
erwünscht
ist. 2a shows a multiple arrangement of fiber laser outputs by means of the end pieces 2 , In one case 145 are holes 150 to hold two end pieces 26 intended for two tracks. Furthermore, the holes in the housing are extended 145 three pens each 148 and 149 attached in rows so that they have a lateral border as a socket 29 represent the end pieces and ensure precise guidance and alignment of the end pieces. The diameter of the pins 148 are denoted by d, and are preferably identical to one another. The diameter of the pins 149 are denoted by d 2 and are preferably also identical to one another. If the diameter of the pins 148 equal to the diameters of the pins 149 would be the axes of the beams of both tracks in the drawing next to each other parallel because the end pieces 26 cylindrical fits 134 exhibit. But they are in 2a the diameter of the pins 149 larger than the diameter of the pins 148 shown, which leads to the fact that the axes of the two beams are at an angle to each other in the plane of the drawing. The angle between the beams depends on the diameter difference d 2 - d 1 and on the center distance M of the two rows of sifts. The end pieces are on the bottom in one plane through the housing 145 out and are guided from above through a cover, not shown, of the housing, which is fastened to the housing and can be closed gas-tight by means of a seal, not shown. The housing 145 can be part of a receptacle for an optical unit for shaping the laser radiation. The end pieces are by means of tabs 147 and screws, not shown, on the housing 145 attached, with the seals 36 ensure a gas-tight seal. The arrangement is not limited to two tracks, additional holes can be made 150 be provided and more pens 148 and 149 can be used to insert further end pieces for further tracks. The arrangement is also not limited to the one level described, further holes can be made 150 in the housing 145 in further tracks and in one or more other levels that are above or below the drawing level and thereby the pens 148 and 149 be extended to the extent that they are versions 29 for all tracks and all levels. According to the invention, pins are also used to generate a defined distance between the levels 148 and 149 used. In this case the pins run horizontally between the end pieces. For example, the horizontally arranged pins run 149 between the wall of the case 145 in which the holes 150 lie and the row of vertically arranged pins shown 149 , The horizontally arranged pens 148 preferably run at a distance M parallel to the horizontally arranged pins 149 , Horizontal pens are in 2a not shown. The pencils 148 . 149 are preferably made from drawn steel wire, but they can also consist of other materials, for example drawn glass. An advantage of the arrangement with multiple tracks and / or multiple levels in the manner shown is that the bars 148 . 149 have some flexibility. This makes it possible to compress the entire package from the end pieces in the direction of the tracks and in the direction of the planes in such a way that the end pieces 26 with their fits 134 rest on the pins without spacing, which is desirable for maximum precision.
In 3 ist
ein Abschlußstück 26 gezeigt, bei
dem Mittel zum Justieren der Lage der Faser 5, 28 innerhalb
des Abschlußstückes vorgesehen
sind, um die Lage der Faser 5, 28 zu der Linse 133 innerhalb
des Abschlußstückes und
in Bezug auf die Passungen 134 zu justieren. Es kann auch
die Lage der Linse justiert werden. Die Justierungen werden vorteilhaft
mit einer Justiervorrichtung vorgenommen. Dabei können für die Justierung
der Lage der Faser 5, 28 im Gehäuse 132 Justierschrauben 135, 136 (3, 3a, 7a, 7b, 8, 8a, 9, 9a, 9b)
und/oder oder Kugeln 137 (4, 4a, 5) vorgesehen sein. Innerhalb der Justierschrauben 135, 136 oder
Kugeln 137 kann die Faser 28 bzw. Laserfiber 5 auch
axial verschoben werden. Die Lage der Linse 133 kann entweder
bei der Montage ausreichend präzise
montiert oder durch nicht dargestellte Mittel in Bezug auf die Faser 5, 28 und
auf die Passungen 134 axial und/oder radial justiert und
fixiert werden, wobei auch die Faser axial verschoben werden kann.
Die Justierungen werden vorteilhaft mit einer Meß- und Justiervorrichtung vorgenommen.
Durch die Justierung soll erreicht werden, daß das aus der Linse 133 austretende
Strahlenbündel 144 mittels
einer relativen Zustellung von Linse 133 und Fiber 5, 28 zu
den Passungen 134 in eine vorgegebene Achs- und Fokuslage mit
einem definierten Kegel gebracht wird. Nach einer Fixierung der
Faser 5, 28 innerhalb des Gehäuses 132 und der Linse 133 an
dem Gehäuse
wird die Meß-
und Justiervorrichtung entfernt. Weiterhin gilt für diese
und die weiteren Ausführungsformen
das unter 2 Gesagte,
beispielsweise für
die Metallisierung 141, die elastische Masse 138 und
die Verwendung der Linse 133 als Laserspiegel.In 3 is a final piece 26 shown with the means for adjusting the position of the fiber 5 . 28 are provided within the end piece to the location of the fiber 5 . 28 to the lens 133 within the end piece and in terms of fits 134 to adjust. The position of the lens can also be adjusted. The adjustments are advantageously carried out using an adjusting device. You can use it to adjust the position of the fiber 5 . 28 in the housing 132 adjusting screws 135 . 136 ( 3 . 3a . 7a . 7b . 8th . 8a . 9 . 9a . 9b ) and / or or balls 137 ( 4 . 4a . 5 ) be provided. Inside the adjustment screws 135 . 136 or bullets 137 can the fiber 28 or laser fiber 5 also be moved axially. The location of the lens 133 can either be assembled with sufficient precision during assembly or by means not shown in relation to the fiber 5 . 28 and on the fits 134 axially and / or radially adjusted and fixed, the fiber can also be axially displaced. The adjustments are advantageously made with a measuring and adjusting device. The aim of the adjustment is to ensure that this is out of the lens 133 emerging rays of radiation 144 by means of a relative delivery of lens 133 and fiber 5 . 28 to the fits 134 is brought into a predetermined axis and focus position with a defined cone. After fixing the fiber 5 . 28 inside the case 132 and the lens 133 the measuring and adjusting device is removed from the housing. Furthermore, the below applies to this and the further embodiments 2 Said, for example for the metallization 141 , the elastic mass 138 and the use of the lens 133 as a laser mirror.
In 3a ist
ein Querschnitt durch das Abschlußstück 26 im Bereich der
Justierschrauben gezeigt, aus dem zu ersehen ist, daß am Umfang
verteilt, vorzugsweise 3 Justierschrauben 135 vorgesehen
sind, mit denen die Faser 28 bzw. die Laserfiber 5 im
Gehäuse
fein justierbar ist. Weiterhin können
an dem Ende des Abschlußstücks 26,
an dem die Faser 28 bzw. die Laserfiber 5 eintritt,
innerhalb des Abschlußstücks weitere
Justierschrauben 136 vorgesehen sein, wie sie in 3 gezeigt sind. Diese Justierschrauben
sind wie die Justierschrauben 135 ausgebildet. Wird nur
ein Satz von Justierschrauben 135 verwendet, kann man die
Faser
28 bzw. die Laserfiber 5 nur bezüglich des
Winkels justieren. Werden zwei Sätze
von Justierschrauben verwendet, kann man sie auch parallel zu ihrer
Achse verschieben. Die Fixierung der Faser 5, 28 innerhalb
des Gehäuses 132 kann
mit geeigneten Mitteln wie Kleben, Löten oder Schweißen erfolgen.In 3a is a cross section through the end piece 26 shown in the area of the adjusting screws, from which it can be seen that distributed around the circumference, preferably 3 adjusting screws 135 are provided with which the fiber 28 or the laser fiber 5 is finely adjustable in the housing. Furthermore, at the end of the end piece 26 on which the fiber 28 or the laser fiber 5 occurs, further adjusting screws within the end piece 136 be provided as in 3 are shown. These adjustment screws are like the adjustment screws 135 educated. Will only one set of adjusting screws 135 used, you can use the fiber 28 or the laser fiber 5 adjust only with respect to the angle. If two sets of adjusting screws are used, they can also be moved parallel to their axis. The fixation of the fiber 5 . 28 inside the case 132 can be done with suitable means such as gluing, soldering or welding.
4 zeigt
eine Ausführungsform
des Abschlußstücks 26,
bei dem anstelle von Justierschrauben kleine Kugeln 137 aus
Metall oder vorzugsweise metallisiertem Glas verwendet werden, die
in dem Gehäuse
in ihre Position gebracht und anschließend verklebt oder verlötet werden.
Es können
auch mehrere Sätze
von Kugeln angebracht werden. 4 shows an embodiment of the end piece 26 , where small balls instead of adjusting screws 137 made of metal or preferably metallized glass are used, which are brought into position in the housing and then glued or soldered. Several sets of balls can also be attached.
4a zeigt
einen Querschnitt durch das Abschlußstück im Bereich der Kugeln 137. 4a shows a cross section through the end piece in the region of the balls 137 ,
Um zu verhindern, daß die optischen
Flächen
auf der Lichtleitfaser und der Seite der Linse 133, die
der Lichtleitfaser zugewendet ist, durch Partikel in der umgebenden
Luft verschmutzen, können die
in den 2, 3, 3a, 4, 4a, 5, 7a, 8, 8a, 9, 9a, und 9b gezeigten Verbindungen zwischen der
Linse 133 und dem Gehäuse 132 sowie
zwischen den Justierschrauben 135 und 136 bzw.
den Kugeln 137 und dem Gehäuse 132 hermetisch
verschlossen werden. Dies kann durch geeignete Klebe- oder Lötverbindungen 142 erfolgen.
Im Falle, daß eine
Lötverbindung
bevorzugt wird, werden die Glasteile an den entsprechenden Stellen 141 vorher
metallisiert. Zur Erzielung einer größeren Festigkeit können die
Klebe- oder Lötverbindungen
auch den verbleibenden Spalt zwischen der Fiber 28 bzw.
der Laserfiber 5 und dem Gehäuse 132 bzw. der Schutzhülle 131 in
der Nähe
des Abschlußstückes ganz
oder teilweise ausfüllen,
was in 2 dargestellt
ist. Weiterhin ist es möglich,
den Innenraum 143 des Gehäuses dauerhaft zu evakuieren
oder mit einem Schutzgas zu füllen.To prevent the optical surfaces chen on the optical fiber and the side of the lens 133 , which faces the optical fiber, can be contaminated by particles in the surrounding air 2 . 3 . 3a . 4 . 4a . 5 . 7a . 8th . 8a . 9 . 9a , and 9b shown connections between the lens 133 and the housing 132 as well as between the adjusting screws 135 and 136 or the balls 137 and the housing 132 be hermetically sealed. This can be done using suitable adhesive or soldered connections 142 respectively. In the event that a soldered connection is preferred, the glass parts are in the appropriate places 141 previously metallized. To achieve greater strength, the adhesive or soldered connections can also use the remaining gap between the fibers 28 or the laser fiber 5 and the housing 132 or the protective cover 131 Fill in all or part of what is in the vicinity of the end piece 2 is shown. It is also possible to change the interior 143 evacuate the housing permanently or fill it with a protective gas.
5 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Abschlußstücks 26,
das in einem Gehäuse 145 mit
einer Fassung 29 eingesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform
ist die vordere äußere Passung 134 im Bereich
der Linse 133 zur besseren Abdichtung und zur besseren
Wärmeableitung
konisch ausgeführt. Zusätzlich kann
eine Dichtung 146 vorgesehen sein, die statt wie dargestellt
auf dem linsenseitigen Ende des Abschlußstücks, auch seinem faserseitigen Ende
angebracht sein kann. 5 shows a further embodiment of an end piece 26 that in a housing 145 with a frame 29 is used. In this embodiment, the front outer fit is 134 in the area of the lens 133 conical for better sealing and better heat dissipation. In addition, a seal 146 be provided, which can be attached to the fiber-side end instead of as shown on the lens-side end of the end piece.
In 6 sind
Fassungen 29 in einem Gehäuse 145 für mehrere
konisch ausgeführte
Abschlußstücke 26 gemäß 5 gezeigt. Solche Fassungen sind
vorteilhaft, wenn mehrere Ausgänge
von Fasern bzw. Fiberlasern nebeneinander oder neben- und übereinander
angeordnet werden sollen. Um die Verlustwärme abzuführen, kann das Gehäuse 145 erfindungsgemäß mit Bohrungen
versehen sein, durch die ein Kühlmittel
geleitet wird.In 6 are versions 29 in one housing 145 for several conical end pieces 26 according to 5 shown. Such sockets are advantageous if several outputs of fibers or fiber lasers are to be arranged next to one another or next to and above one another. The housing can be used to dissipate the heat loss 145 According to the invention be provided with holes through which a coolant is passed.
6a zeigt
die rückwärtige Befestigung
der Abschlußstücke 26 in
dem Gehäuse 145.
Zur Fixierung der Abschlußstücke 26, 94 sind
Laschen 147 vorgesehen, die die Enden der Abschlußstücke an den
Stellen, an denen die Fasern jeweils in das Gehäuse der Abschlußstücke 26, 94 eintreten,
mittels Schrauben 151 in dem Gehäuse festsetzen. 6a shows the rear attachment of the end pieces 26 in the housing 145 , For fixing the end pieces 26 . 94 are tabs 147 provided the ends of the end pieces at the points where the fibers each in the housing of the end pieces 26 . 94 enter using screws 151 lock in the housing.
7 zeigt
eine Ausführungsform
des Abschlußstücks 94 mit
rechteckigem Querschnitt, wobei zwei gegenüberliegende Außenflächen trapezförmig und
zwei gegenüberliegende
Außenflächen parallel zueinander
verlaufen. Es können
auch alle gegenüberliegenden
Außenflächen trapezförmig zueinander verlaufen.
Die Außenflächen können Passungen 134 sein. 7 shows an embodiment of the end piece 94 with a rectangular cross-section, two opposite outer surfaces being trapezoidal and two opposite outer surfaces running parallel to one another. All opposite outer surfaces can also run in a trapezoidal shape with respect to one another. The outer surfaces can fit 134 his.
In 7a ist
ein Längsschnitt
und in 7b ist ein Querschnitt
durch das Abschlußstück gemäß 7 gezeigt.In 7a is a longitudinal section and in 7b is a cross section through the end piece according to 7 shown.
Die 8 zeigt
eine Ausführungsform
eines Abschlußstücks 26 mit
quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, bei dem alle gegenüberliegenden
Außenflächen parallel
verlaufen und Passungen 134 sein können.The 8th shows an embodiment of an end piece 26 with a square or rectangular cross-section, in which all opposite outer surfaces run parallel and fits 134 could be.
8a zeigt
einen Querschnitt durch das Abschlußstück 26 nach 8 mit quadratischem Querschnitt. 8a shows a cross section through the end piece 26 to 8th with a square cross section.
In 9 sind
Abschlußstücke 26 mit
trapezförmigen
Querschnitten gezeigt, so daß bei
einer Aneinanderreihung mehrerer Abschlußstücke durch aufeinanderfolgendes
Verdrehen der Abschlußstücke um 180 ° eine Reihe
von Abschlußstücken entsteht,
bei der die Mittelpunkte der Abschlußstücke auf einer zentralen Linie
liegen. Es können,
falls erwünscht,
mehrere solcher Reihen übereinander
angeordnet werden, was in 9 gestrichelt
angedeutet ist.In 9 are end pieces 26 shown with trapezoidal cross-sections, so that when a number of end pieces are lined up by successively rotating the end pieces by 180 °, a series of end pieces is formed in which the centers of the end pieces lie on a central line. If desired, several such rows can be arranged one above the other, which in 9 is indicated by dashed lines.
In 9a sind
Abschlußstücke 26 mit
dreieckigem Querschnitt gezeigt, die ebenfalls in mehreren Reihen übereinander
angeordnet sein können, was
gestrichelt angedeutet ist.In 9a are end pieces 26 shown with a triangular cross section, which can also be arranged in several rows one above the other, which is indicated by dashed lines.
9b zeigt
Abschlußstücke 26 mit
sechseckigem Querschnitt, die zur Erhöhung der Packungsdichte wabenförmig angeordnet
werden können. 9b shows end pieces 26 with hexagonal cross-section, which can be arranged in a honeycomb shape to increase the packing density.
10 zeigt
ein Anwendungsbeispiel für
das Abschlußstück 26, 94 bei
einer Faser 28 bzw. einer Laserfiber 5, die an
beiden Enden mit je einem erfindungsgemäßen Abschlußstück versehen sind und so ein
Fasermodul darstellen. 10 shows an application example for the end piece 26 . 94 with a fiber 28 or a laser fiber 5 , which are provided at both ends with an end piece according to the invention and thus represent a fiber module.
Es ist gemäß der Erfindung möglich, die
Linse 133 vorzugsweise auf ihrer dem Faserende zugewendeten
Seite durch entsprechende Formgebung und Aufdampfen einer entsprechenden
Schicht so auszuführen,
daß sie
die Funktion des Auskoppelspiegels 12 mit übernimmt.
Es ist gemäß der Erfindung
auch möglich,
die Linse 3, 154 durch entsprechende Formgebung
und Aufdampfen einer entsprechenden Schicht so auszuführen, daß sie die
Funktion des Einkoppelspiegels 7 mit übernimmt.It is possible according to the invention, the lens 133 preferably on its side facing the fiber end by appropriate shaping and vapor deposition of a corresponding layer so that it performs the function of the coupling mirror 12 with takes over. It is also possible according to the invention, the lens 3 . 154 by appropriate shaping and vapor deposition of a corresponding layer so that they perform the function of the coupling mirror 7 with takes over.
Es ist grundsätzlich möglich, mehrere der im vorangehenden
beschriebene Abschlußstücke in mehreren
Spuren nebeneinander und in mehreren Ebenen übereinander zu einem Paket
zusammenzufassen.It is basically possible to use several of the above
described end pieces in several
Tracks side by side and in several levels one above the other to form a package
summarize.
Es ist weiterhin möglich, die
Form der Abschlußstücke anders
als in den Figuren dargestellt auszuführen, z. B. daß eine zylindrische
Form nach 6 trapezförmige oder
rechteckförmige
Passungen nach 7 oder 8 erhält.It is also possible to design the shape of the end pieces differently than shown in the figures, e.g. B. that a cylindrical shape after 6 trapezoidal or rectangular fits 7 or 8th receives.
11 zeigt
eine Ankopplung der Laserfiber 5 an eine Pumpquelle mittels
des Abschlußstückes 26 über das
Gehäuse 152,
in dem die Pumpquelle 18 in einer Ausnehmung 153 vorzugsweise
gasdicht untergebracht ist. Durch einen Dichtring 146 ist
sichergestellt, daß das
Abschlußstück 26 ebenfalls
gasdicht abschließt,
so daß in
die Ausnehmung von außerhalb
keine Schmutzpartikel eindringen können und sie bei Bedarf evakuiert
oder mit einem Schutzgas gefüllt
werden kann. Es kann auch ein ständiger Strom
eines Schutzgases durch die Ausnehmung 153 fließen, insbesondere
bei vorübergehender
Entfernung des Abschlußstücks 26. Über eine
Linse 154 wird die Strahlung der Pumpquelle 18 auf
den Pumpquerschnitt der Laserfiber 5 fokussiert. Die Pumpquelle
kann aus einer oder mehreren Laserdioden bestehen, sie kann aber
auch aus einer Anordnung von einem oder mehreren Lasern, insbesondere auch
Fiberlasern bestehen, deren Ausgangsstrahlung mit geeigneten Mitteln
so vereinigt wurde, daß ein
geeigneter Pumpfleck entsteht. 11 shows a coupling of the laser fiber 5 to a pump source by means of the end piece 26 over the housing 152 in which the pump source 18 in a recess 153 is preferably housed gastight. Through a sealing ring 146 ensures that the end piece 26 also seals gas-tight, so that no dirt particles can penetrate from outside and it can be evacuated or filled with a protective gas if necessary. There can also be a constant flow of a protective gas through the recess 153 flow, especially with temporary Ent removal of the end piece 26 , About a lens 154 becomes the radiation from the pump source 18 on the pump cross section of the laser fiber 5 focused. The pump source can consist of one or more laser diodes, but it can also consist of an arrangement of one or more lasers, in particular also fiber lasers, the output radiation of which has been combined with suitable means so that a suitable pump leak occurs.
12 zeigt
das Verzweigen der Ausgangsstrahlung aus der Laserfiber 5 eines
Fiberlasers mittels eines Faserschmelzkopplers 155. Solche
Faserschmelzkoppler sind im Katalog der Firma Spindler und Hoyer,
Göttingen,
auf der Seite G16 für
Singlemodefasern beschrieben und lassen sich nach entsprechend präziser Ausrichtung
direkt an den Ausgang der Laserfiber 5 anschmelzen. Das
Abschlußstück 26, 94 ist
in diesem Fall also an eine passive Singlemodefaser bzw. an eine
andere Faser 28 und nicht direkt an einen Fiberlaser mit
der aktiven Laserfiber 5 angeschlossen. 12 shows the branching of the output radiation from the laser fiber 5 a fiber laser using a fiber fusion coupler 155 , Such fiber fusion couplers are described in the catalog of the company Spindler and Hoyer, Göttingen, on page G16 for single-mode fibers and can be directly aligned to the output of the laser fiber after a correspondingly precise alignment 5 to melt. The end piece 26 . 94 is in this case to a passive single mode fiber or to another fiber 28 and not directly to a fiber laser with the active laser fiber 5 connected.
13 zeigt
das Vereinigen der Strahlung aus den Laserfibern 5 zweier
Fiberlaser über
einen Faserschmelzkoppler 156. In dem Faserschmelzkoppler 156 werden
die Querschnitte der beiden Eingangsfasern zu einer Faser vereinigt.
Zum Beispiel beträgt
der Durchmesser der Fasern an den beiden Eingängen des Faserschmelzkopplers
6 μm und
der Kerndurchmesser der beiden anzuschmelzenden Laserfibern ebenfalls
6 μm. Damit
wird der Kerndurchmesser der Faser am Ausgang des Faserschmelzkopplers
9 μm, was
für die
betreffende Wellenlänge noch
eine einwandfreie Führung
eines Singlemode erlaubt. Der Durchmesser am Ausgang des Faserschmelzkopplers
kann aber auch größer als
9 μm sein
und es können
mehr als zwei Ausgänge
von Fiberlasern bzw. Fasern vereinigt werden. Das Abschlußstück 26, 94 ist
in diesem Fall also an eine passive Singlemodefaser oder andere
passive Faser 28 und nicht an einen Fiberlaser mit der
aktiven Laserfiber 5 angeschlossen. Es können aber
auch alle anderen Arten von Lichtwellenleitern an die Fiberlaser
angeschweißt
oder auf andere Weise, beispielsweise über Optiken, angekoppelt werden 13 shows the combination of the radiation from the laser fibers 5 two fiber lasers via a fiber fusion coupler 156 , In the fiber fusion coupler 156 the cross sections of the two input fibers are combined into one fiber. For example, the diameter of the fibers at the two inputs of the fiber fusion coupler is 6 μm and the core diameter of the two laser fibers to be melted is also 6 μm. The core diameter of the fiber at the output of the fiber fusion coupler thus becomes 9 μm, which still allows a single mode to be guided properly for the wavelength in question. The diameter at the output of the fiber fusion coupler can also be greater than 9 μm and more than two outputs from fiber lasers or fibers can be combined. The end piece 26 . 94 in this case is a passive single mode fiber or other passive fiber 28 and not a fiber laser with the active laser fiber 5 connected. However, all other types of optical fibers can also be welded to the fiber laser or connected in some other way, for example via optics
Man kann auch an einen einzelnen
Fiberlaser eine passive Singlemodefaser bzw. eine andere passive
Faser 28 anstatt eines Verzweigers nach 12 oder eines Vereinigers nach 13 ankoppeln, um diese Singlemodefaser
bzw. andere Faser 28 dann an das Abschlußstück anzuschließen. Es
ist aber auch möglich,
die Ausgänge
mehrerer Fiberlaser oder Singlemodefasern oder anderer geeigneter Fasern,
in die Laserstrahlung eingekoppelt werden kann, über wellenlängenabhängige oder polararisierte Strahlvereiniger
oder andere geeignete Maßnahmen zu
vereinigen und wiederum in Singlemodefasern oder andere Fasern einzukoppeln,
die an einem oder beiden Enden mit je einem entsprechendem Abschlußstück versehen
sein können.You can also connect a single fiber mode to a passive single-mode fiber or another passive fiber 28 instead of a branch 12 or a union 13 couple to this single mode fiber or other fiber 28 then connect to the end piece. However, it is also possible to combine the outputs of a plurality of fiber lasers or single-mode fibers or other suitable fibers into which laser radiation can be coupled, via wavelength-dependent or polarized beam combiners or other suitable measures, and in turn to couple them into single-mode fibers or other fibers that are connected at one or both ends can be provided with a corresponding end piece.
