DE2638276C3

DE2638276C3 - Optische Lochblende für lasertechnische Anwendungen

Info

Publication number: DE2638276C3
Application number: DE19762638276
Authority: DE
Inventors: Guenter Wolfgang Dr. 8000 München Gross
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-08-25
Publication date: 1981-03-12
Also published as: DE2638276B2; DE2638276A1

Description

Bei der Anwendung von Laserstrahlen als Instrument in der mikrobiologischen Forschung (z. B. gemäß DE-PS 21 41 387) oder in anderen Anwendungsbereichen besteht die Forderung, den Laserstrahl nicht nur mittels einer Optik, z. B. eines Mikroskopobjektivs od. dgl, so ^a° zu fokussieren, daß er auf einen mikroskopisch kleinen, scharf begrenzten Bereich des Präparates beschränkt ist und nur dort seine Wirkungen entfaltet, sondern auim diesen Strahlungsbrennpunkt äußerst exakt auf eine gewünschte Stelle des Präparates mit exakt vorgegebe- ⁴^ ner Lage und Tiefe im Präparat einstellen zu können.

Es hat sich gezeigt, daß hierbei ungewöhnlich hohe Anforderungen an die Genau'gkeit. mit der ein extrem kleiner, scharf begrenzter Laserbrennpunk». erzeugt wird und mit der der Laserstrahl und die ihn ^Vl fokussierende Optik relativ zueinander und /um Präparat justiert werden, /u stellen sind. Eine notwendige Voraussetzung hierfür sind Lochblenden, um divergierende bzw. Streuanteile des Laserstrahls auszublenden. Fs hat sich gezeigt, daß die bis heute ^v' verfügbaren l.ochblenden die in der Regel aus einer Scheibe mit einer Bohrung und mit scharfer Innenkante bestehen (vgl. z. B. «Zeitschrift für angewandte Physik«. Bd. 26 1969. Nr. 4. S. 286-291), für derartige )ustie rungszwecke nicht präzise genug sind und der zerstörenden Wirkung der auszublendenden Strählanteile nicht standhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine speziell als Justierhilfe für die Justierung und Ausblendung eines Laserstrahls geeignete Blende mit sehr ^hr> präzise herzustellender Blendenöffnung zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist eine optische Lochblende für lasertechnische Anwendungen dadurch gekennzeichnet, daß eine für die Lasersfanlung durchlässige, unperforierte Unterlage mit einer selektiv mindestens bei der Wellenlänge des jeweils verwendeten Lasers reflektierenden Interferenz-Reflexionsschicht versehen ist, in der eine zentrale Blendenöffnung freigelassen ist.

Eine derartige Blende hat gegenüDer den herkömmlichen, aus perforierten Metallscheiben bestehenden LochblenJen zwei wesentliche Vorteile. Einerseits ist es möglich, die aus der Reflexionsschicht auszusparende öffnung mit genau vorgegebenem Durchmesser und exakt definierter Form, d h. Kreisform oder anderen Formen, herzustellen. Vorzugsweise geschieht dies mit Hilfe der aus der Halbleitertechnik bekannten, ausgereiften Photoätztechnik durch Belichtung eines aufgebrachten Photolacks mittels einer Lochmaske unter dem Mikroskop. Bei üblichen, mittels Laserstrahls perforierten Lochblenden haben die Blendenöffnungen erfahrungsgemäß völlig unregelmäßige Formen. Der zweite Vorteil liegt darin, daß die Interferenz-Reflexionsschicht, die auch mehrschichtig aufgebaut sein kann, die I aserstrahliing, auf die sie abgestimmt ist. zu im wesentlichen 100% reflektiert. Nicht exakt auf die Blendenöffnung fallende Anteile eines Laserstrahlfokus werden deshalb reflektiert und nicht absorbiert und können somit auch keine Erwärmung und Zerstörung der Blende bewirken. Bei herkömmlichen Lochblenden hat es sich immer widder gezeigt, daß der auszublendende Laserstrahl-Brennfleck an den Blendenrändern absorbiert wird und diese zerstört.

Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Blende besteht darin, daß Licht von anderer Wellenlänge, als das schmale Wellenlängenband oder die Wellenlängenbänder, in denen die Interferenz-Reflexionsschicht reflektierend ist. von der Blende nicht beeinflußt wird. Dieser Vorteil ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Blende bei solchen lasertechnischen Anordnungen, bei denen einem Arbeiis oder Leistungslaserstrahl eines im unsichtbaren Wellenlängenbereich "rahlenden Arbeitslasers ein im sichtbaren Wellenlängenbereich liegender Strahl eines Hilfs- oder |ustierlascrr, kolinear überlagert wird. Als Justierhilfe für solche Anordnungen ist die Blende gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnei. daß die Interferenz-Reflexionsschicht bei der Wellenlänge eines im unsichtbaren Wellenlängenbereich strahlenden Arbeitslasers reflektierend und für im sichtbaren Wellenlängen bereich liegendes Hilfs- und lustierlaserlicht durchlässig ist. Hierdurch wild der Vorteil erreicht, daß der Hilfslaserstrahl von der Blende mehl beeinflußt wird und deshalb auch dann, wenn sein Fokus mehl in der Blendenöffnung liegt, ungehindert durch die Blende hindurchtrelen und für Juslier/wcckc bcnut/l werden kann. Die Lage des Hilfslaserstrahls kann deshalb auch noch hinter der Blende beobachtet werden. /. B. auf der Rückseite der Blende selbst, wenn diese /. B. mattiert ist. und diese Beobachtung ermöglicht eine Justierung des Hilfslasersirahls. und damit auch des mit ihm kolinearen. aber nicht sichtbaren Arbeitslaserstrahls. auf den Mittelpunkt der Blende.

Line Ausführungsform der trfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch die Anordnung der Lochblende in einem Laserstrahl darstellt. Das von einem Laser I ausgesendete parallele Laserstrahlbündel 2 wird durch eine als Zwischenoptik dienende Linse 3 fokussiert, und am Ort des so erzeugten Zwischenfokus ist die Lochblende 4 angeordnet. Diese besieht aus einer für die Laserstrahlung durchlässigen

Unterlage 5, ζ. B. je nach Wellenlänge einer Glas- oder Quarzscheibe, auf deren einer Seite eine Interferenz-Reflexionsschicht 6 aufgebracht ist, die für die Wellenlänge des Lasers 1 reflektierend ist. In der Reflexionsschicht 6 ist eine zentrale Blendenöffnung 7 freigelassen. Durch die Lochblende, die vorzugsweise in X- und V-Richtung verschiebbar sowie gegen Lochblenden mit verschiedenem Lochdurchmesser austauschbar ist, wird des z. B. durch Streuung, Beugung oder Linsenfehler außerhalb des Zwischenfokus verlaufenüe Laserlicht ausgeblendet, so daß man hinter der Lochblende 4 einen sehr exakt definierten Laserstrahl erhält, der für lasertechnische Anwendungen insbesondere in mikroskopischen Dimensionen geeignet ist.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Optische Lochblende (4) für lasertechnische Anwendungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine für die Laserstrahlung durchlässige, *> unperforierte Unterlage (5) mit einer selektiv mindestens bei der Wellenlänge des jeweils verwendeten Lasers reflektierenden Interferenz-Reflexionsschicht (6) versehen ist, in der eine zentrale Blendenöffnung(7) freigelassen ist.
2. Optische Lochblende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenz-Reflexionsschicht (6) bei der Wellenlänge eines im unsichtbaren Wellenlängen-Bereich strahlenden Arbeitslasers reflektierend und für im sichtbaren Wellenlängen-Be- n reich liegendes Hilfs- und Justierlaserlicht durchlässig ist
3. Lochblende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit der Interferenz-Reflexionsschiri,·. (6) versehene Oberfläche der Unterlage M

(5) mit Airstrahme des zentralen Bereichs mattiert ist.
4. Lochblende nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Oberflächen der Unterlage (5) im Bereich der zentralen Blenderöffnung (7) schmalbandig mindestens für die von der Interferenz-Reflexionsschicht (6) reflektierte Wellenlänge vergütet ist.
5. Verfahren zur Herstellung der Lochblende nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung (7) in der Interferenz-Reflexionsschicht J"

(6) nach aev Photoätzverfahren ausgebildet ist.