DE2224046B2

DE2224046B2 - SPACER FOR AN OPTICAL APPARATUS OF CIRCULAR CYLINDRICAL SHAPE, WHICH HAS A RIM AT BOTH ENDS

Info

Publication number: DE2224046B2
Application number: DE19722224046
Authority: DE
Inventors: Antonius Franciscus; Strik Petrus Johannes Antonius; Eindhoven Foederer (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-05-26
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1976-04-08
Also published as: BE783892A; CA1005267A; NL7107211A; FR2139107A1; NL162519B; GB1392544A; FR2139107B1; NL162519C; DE2224046A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Distanzkörper für einen optischen Apparat kreiszylindrischer Gestalt, der aus Glas, Quarz oder einem keramischen Material besteht und der an beiden Enden einen Auflagerand für Teile des optischen Systems besitzt, welche Auflageränder in zueinander parallelen Ebenen senkrecht zu der Achse des Distanzkörpers liegen.The invention relates to a spacer body for an optical apparatus of circular cylindrical shape, which consists of glass, quartz or a ceramic material and which has a support edge for Has parts of the optical system which support edges in mutually parallel planes perpendicular to lie on the axis of the spacer.

Derartige Distanzkörper werden in Interferometern und auch in Laser verwendet.Such spacers are used in interferometers and also used in lasers.

In den in »Physics Letters« 2 (Nr. 7), S. 340 und 341, 1962 und in der Dissertation von J. H a i s m a : »Construction and properties of short stable gas lasers« (Utrecht 1966) beschriebenen Laser sind die Auflageränder ebenen Flächen, auf die die flachen Reflektorplatten angesprengt sind. Die Auflageflächen sind mit einer Toleranz von 4 Bogensekunden zueinander parallel und die aufeinander angesprengten Flächen sind innerhalb eines Toleranzbereiches von 0,2 μπι flach geschliffen. Die Länge des Laserkörpers beträgt 12 cm und der Durchmesser 3,5 cm. Die erforderliche hohe Präzision der Konstruktion steht mit dem Gebrauch flacher Reflektorpiatten im Zusammenhang. Die Herstellung einer derartigen Konstruktion ist aufwendig und kostipielig. In “Physics Letters” 2 (No. 7), pp. 340 and 341, 1962 and in the dissertation by J. Haisma: “Construction and properties of short stable gas lasers «(Utrecht 1966) described lasers are the support edges flat surfaces onto which the flat reflector plates are sprinkled. The bearing surfaces are with a Tolerance of 4 arcseconds parallel to each other and the surfaces blasted onto each other are within a tolerance range of 0.2 μπι ground flat. The length of the laser body is 12 cm and the diameter 3.5 cm. The high precision required the construction is related to the use of flat reflector plates. The production such a construction is complex and expensive.

Auch sind Laser für den Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von etwa 10,6 μπι bekannt (s. die niederländische Offenlegungsschrift 66 07 472), in denen die Entladung innerhalb eines Quarzrohres mit einer Länge von 2 m und einem Durchmesser von 23 mm in einem teilweise aus CO2 bestehenden Gasgemisch vor sich geht. An den Enden des Quarzrohres sind Reflektoren angebracht, die durch einen hohlen mit Gold überzogenen Aluminiumspiegel mit einem Krümmungsradius von 2,5 m bzw. durch eine flache Germaniumplatte mit einer Dicke von 2 mm gebildet werden. In der erwähnten Patentanmeldung ist nicht angegeben, wie die gegenseitige Parallelität der Enden desLasers for the infrared range with a wavelength of about 10.6 μm are also known (see the Dutch Offenlegungsschrift 66 07 472), in which the discharge within a quartz tube with a length of 2 m and a diameter of 23 mm in a gas mixture partially consisting of CO2 is going. At the ends of the quartz tube reflectors are attached, through a hollow with gold coated aluminum mirror with a radius of curvature of 2.5 m or by a flat germanium plate can be formed with a thickness of 2 mm. In the patent application mentioned, it is not specified like the mutual parallelism of the ends of the

Quarzrohres, auf denen die Reflektoren ruhen, erhaltenQuartz tube on which the reflectors rest

Die Erfindung hat den Zweck, eine Konstruktion mit parallelen Auflagerändern zu schaffen, die sich auf einfache Weise und verhältnismäßig billig herstellen laßt.The invention has the purpose of creating a construction with parallel support edges, which is simple Made wisely and relatively cheaply.

In einem optischen Apparat mit einem kreiszylindrischen Distanzkörper, der aus Glas, Quarz oder einem keramischen Material besteht, und der an beiden Enden einen Auflagerand für Teile des optischen Systems besitzt, welche Auflageränder in zueinander parallelen Ebenen senkrecht zu der Achse des Distanzkörpers liegen, werden nach der Erfindung die Auflageränder durch je die kreisförmige Schnittlinie zweier an jedem Ende des Distanzkörpers geschliffener, in bezug auf diesen Körper zentrierter, entgegengesetzt gerichteter kegeliger Oberflächen gebildet, die miteinander einen stumpfen Winkel einschließen.In an optical apparatus with a circular cylindrical spacer made of glass, quartz or a consists of ceramic material, and which has a support edge for parts of the optical system at both ends, which support edges lie in mutually parallel planes perpendicular to the axis of the spacer, are according to the invention, the support edges by the circular intersection of two at each The end of the spacer is ground, centered in relation to this body, in the opposite direction conical surfaces formed which include an obtuse angle with each other.

Dadurch, daß beim Schleifen der beiden Auflageränder dieselbe Zentrierung in bezug auf den Distanzkörper eingehalten wird, werden automatisch kreisförmige Schnittlinien in Ebenen senkrecht zu der Zentrierachse erhalten, die zueinander parallel verlaufen und in bezug auf die Zentrierachse zentriert sind.The fact that the same centering with respect to the spacer body when grinding the two support edges is observed, circular cutting lines are automatically created in planes perpendicular to the centering axis obtained that run parallel to each other and are centered with respect to the centering axis.

Die auf diese Weise gebildeten Auflageränder können für flache, konkave sowie konvexe aufzulegende Körper verwendet werden und eignen sich zur Anwendung bei Konfokalen und semikonfokalen Laser, sowie bei Interferometern.The support edges formed in this way can be used for flat, concave and convex surfaces Bodies are used and are suitable for use with confocal and semiconfocal lasers, as well with interferometers.

Um zu scharfe und bröckelige Auflageränder zu vermeiden, wird vorzugsweise der halbe Spitzenwinkel jeder der kegeligen Oberflächen größer als oder gleich 60° gewählt. Eine Verbesserung in dieser Hinsicht kann noch dadurch erzielt werden, daß die beiden halben Spitzenwinkel gleich 60 bis 75° gewählt werden und eine dritte kegelige Oberfläche geschliffen wird, die die beiden anderen Oberflächen schneidet und einen halben Spitzenwinkel größer als oder gleich 80" aufweist. Dabei soll sichergestellt werden, daß die dritte Fläche die Oberfläche des aufzulegenden konkaven oder konvexen Körpers nicht berührt.In order to avoid too sharp and crumbly support edges, preferably half the point angle is each of the conical surfaces selected to be greater than or equal to 60 °. There can be an improvement in this regard can still be achieved in that the two half point angles are chosen to be equal to 60 to 75 ° and sanding a third tapered surface that intersects the other two surfaces and a half Has an apex angle greater than or equal to 80 ". It should be ensured that the third surface does not touch the surface of the concave or convex body to be placed.

Beim Schleifen der Auflageränder genügt eine einfache Schleifbank mit befriedigend wirkenden Spitzdekken. Dabei wird dann bei Längen von 1 bis 2 m des Distanzkörpers leicht eine Parallelität der Auflageränder innerhalb eines Toleranzbereiches von 15 Bogensekunden erreicht. Die Lage der Auflageränder in bezug auf die Zentrierachüe ist dann innerhalb eines Toleranzbereiches von etwa 1 Bogenminute senkrecht.When sanding the support edges, a simple sanding bench with satisfactory-looking pointed ceilings is sufficient. With lengths of 1 to 2 m of the spacer, the support edges will easily be parallel within a tolerance range of 15 arc seconds achieved. The position of the support edges in relation to the centering axis is then within a tolerance range of about 1 arc minute vertically.

Die Auflage nach der Erfindung bildet auch den Gegenstand einer gesondert und gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung, die sich auf einen Gasentladungslaser bezieht, bei dem die Entladung in einem Helium-Neon-Gemisch vor sich geht (PHN. 5644).The edition according to the invention also forms the subject of a separately and simultaneously submitted Patent application relating to a gas discharge laser in which the discharge occurs in a helium-neon mixture is going on (PHN. 5644).

Die Erfindung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below for an embodiment explained in more detail with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein konfokales interferometer, F i g. 1 shows an axial section through a confocal interferometer,

F i g. 2 und 3 einige mögliche Ausführungsformen der Auflageränder,F i g. 2 and 3 some possible embodiments of the support edges,

F i g. 4 einen Schnitt durch ein semikonfokales Interferometer undF i g. 4 shows a section through a semiconfocal interferometer and

F i g. 5 einen Schnitt durch einen Laser für eine Wellenlänge von 10,6 μπι.F i g. 5 shows a section through a laser for a wavelength of 10.6 μm.

In F i g. 1 ist ein Quarzzylinder 1 mit einer Länge von 5 cm und einem Durchmesser von 2 cm an beiden Enden mit doppelkegeligen Auflagerändern versehen. Die Hohlquarzspiegel 2 und 3 weisen je einen Krümmungs-In Fig. 1 is a quartz cylinder 1 with a length of 5 cm and a diameter of 2 cm provided with double-conical support edges at both ends. the Hollow quartz mirrors 2 and 3 each have a curvature

radius von 5 cm auf. In F i g. 2 weisen die kegeligen Flächen 4 und 5, auf deren Schnittlinie der Spiegel 2 ruht, je einen halben Spitzenwinkel von tö° auf. In F i g. 3 beträgt der halbe Spitzenwinkel der Flächen 6, 7 und 8 60,80 bzw. 70°.radius of 5 cm. In Fig. 2 have the conical surfaces 4 and 5, on the line of intersection of which the mirror 2 rests, each have a half apex angle of tö °. In Fig. 3 half the point angle of surfaces 6, 7 and 8 is 60, 80 and 70 °, respectively.

Der Distanzkörper 9 in F i g. 4 weist wieder einen Durchmesser von 2 cm und eine Länge von 5 cm auf; der Hohlspiegel 11 weist einen Krümmungsradius von 10 cm auf. Der Spiegel 10 ist flach. In F i g. 5 bezeichnet 12 ein Quarzrohr mit einer Länge von 2 m und einem Durchmesser von 18 mm. Der Hohlspiegel 13 ist mit einer Goldschicht 14 versehen. Der zweite Reflektor ist eine flache Germaniumplaite 15 mit einer Dicke von 2 mm. Die Reflektoren 13 und 15 liegen auf aoppelkegeligen Auflagerändern 16 und 17. Die Elektroden sind mit 18 und 19 bezeichnet. Die Gasfüllung des Rohres besteht aus 2,5 Torr CO2, 2 Torr N 2, 0,2 Torr H2O und 10 Torr He. Bei einem Strom durch das Rohr von 4OmA unter einer Betriebsspannung von 14 kV tritt aus dem Fenster 15 ein Laserbündel mit einer Wellenlänge von 10,6 um und einer Leistung von 60 W aus.The spacer body 9 in FIG. 4 again has a diameter of 2 cm and a length of 5 cm; the concave mirror 11 has a radius of curvature of 10 cm. The mirror 10 is flat. In Fig. 5, 12 denotes a quartz tube with a length of 2 m and a diameter of 18 mm. The concave mirror 13 is provided with a gold layer 14. The second reflector is a flat germanium plate 15 with a thickness of 2 mm. The reflectors 13 and 15 lie on double-conical support edges 16 and 17. The electrodes are denoted by 18 and 19. The gas filling of the tube consists of 2.5 Torr CO2, 2 Torr N 2, 0.2 Torr H2O and 10 Torr He. With a current through the tube of 40 mA at an operating voltage of 14 kV, a laser beam with a wavelength of 10.6 μm and a power of 60 W emerges from window 15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Spacer for an optical apparatus of circular cylindrical shape made of glass. Quartz or consists of a ceramic material and at both ends a support edge for parts of the optical System has which support edges in mutually parallel planes perpendicular to the Axis of the spacer body, characterized in that that the support edges go through the circular intersection of two at each end of the spacer ground, centered in relation to this body, oppositely directed conical surfaces are formed which enclose an »obtuse angle with one another.

2. Spacer according to claim 1, characterized in that it is for a confocal interferometer is used.

3. Spacer according to claim 1, characterized in that it is for a semiconfocal interferometer is used.

4. Spacer according to claim 1, characterized in that it is for an infrared laser with a discharge tube is used with the support edges at the ends of the discharge tube are provided.