DE3032997C2

DE3032997C2 -

Info

Publication number: DE3032997C2
Application number: DE3032997A
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Hutchings; David C. Thousand Oaks Calif. Us Grant; Gary D. Mission Viejo Calif. Us Babcock
Original assignee: Litton Systems Inc
Current assignee: Northrop Grumman Guidance and Electronics Co Inc
Priority date: 1979-09-12
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1989-07-20
Also published as: FR2465336B1; CA1162281A; GB2059143B; DE3032997A1; IT1145668B; JPS5648190A; JPS598076B2; FR2465336A1; IT8049642A0; IL60865A; GB2059143A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für einen Spiegel einer Laseranordnung wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.The invention relates to an adjustment device for a mirror of a laser arrangement as in the preamble of claim 1 specified.

Eine Verstelleinrichtung dieser Art geht bereits aus der Veröffentlichtung W. B. Harrison, A. G. Thalheilmer: Technology Study on Piezoelectric Materials, Final Report für Period July 1978-December 1978, hervor.An adjustment device of this type is already out of the Published by W. B. Harrison, A. G. Thalheilmer: Technology Study on Piezoelectric Materials, Final Report for Period July 1978-December 1978.

In der US-PS 35 81 227 wird der dreieckige Strahlengang eines Ring-Lasers beschrieben, bei dem sich Spiegel an jeder Ecke des Dreiecks befinden. An einer Ecke ist ein Spiegel vorgesehen, dessen Lage in bezug auf den Strahlengang in Abhängigkeit von seinem elektrischen Signal eingestellt wird. Die Lage kann so gesteuert werden, daß der Laser auf bestimmte Frequenzen abgestimmt wird oder die Synchronisation bzw. das "lock-in" zwischen zwei Laserfrequenzen minimal gemacht wird.In US-PS 35 81 227, the triangular beam path of a ring laser in which mirrors are attached every corner of the triangle. There is a on a corner Mirror provided, its position in relation to the Beam path depending on its electrical Signal is set. The location can be controlled be that the laser is on certain frequencies is coordinated or the synchronization or that "Lock-in" between two laser frequencies minimized becomes.

Die dabei beschriebene Struktur verwendet einen Block aus dem gleichen dimensionsstabilen Material, wie es auch für das Gehäuse des Lasers eingesetzt wird. Der Block ist auf seiner Innenseite mit einer kreisringförmigen Nut versehen, so daß eine vertiefte, dünne, einstückig ausgebildete, gasdichte, ringförmige Rippe entsteht, die eine lichtreflektierende Oberfläche umgibt. Die lichtreflektierende Oberfläche ist innerhalb der Rippe auf einer kreiszylindrischen, zentralen Stütze angeordnet, die zu diesem Zweck einstückig mit der Membran von dieser nach innen vorsteht. Radial außerhalb der Nut befindet sich ein starres, ringförmiges Element, das einstückig mit der Membran ausgebildet ist, sich jedoch axial nach außen zu dem Bereich erstreckt, der von der Membran umschlossen wird. Innerhalb einer Öffnung, die durch das starre, ringförmige Element gebildet wird, jedoch außerhalb der Membran befindet sich ein Stapel von piezoelektrischen Plättchen aus keramischem Werkstoff, die an der äußeren Seite der Membran und der nach innen vorstehenden Stütze anliegen. Die Öffnung, die den Stapel aus keramischen Plättchen enthält, ist mit einem starren, scheibenähnlichen Element verschlossen, das starr an dem ringförmigen Element angebracht ist, um den Stapel von keramischen Plättchen zu haltern.The structure described uses a block made of the same dimensionally stable material as it is is also used for the housing of the laser. The Block is circular on its inside Groove so that a recessed, thin, one-piece trained, gas-tight, ring-shaped rib that arises surrounds a light reflecting surface. The light reflecting surface is inside the rib on a circular cylindrical, central support arranged for this purpose in one piece with the Membrane protrudes inwards from this. Radially outside the groove is a rigid, ring-shaped element, which is integrally formed with the membrane itself however, extends axially outward to the area that is enclosed by the membrane. Within one Opening through the rigid, annular element is formed, but is located outside the membrane a stack of piezoelectric plates ceramic material on the outer side of the Fit the membrane and the inward protruding support. The opening that the stack of ceramic platelets contains, is with a rigid, disc-like Locked element that is rigid on the annular Element is attached to the stack of ceramic To hold tiles.

Wenn ein elektrisches Signal an den Plättchenstapel angelegt wird, erzeugt der Stapel eine Kraft zwischen dem halternden, starren, scheibenähnlichen Element und dem äußeren Ende der nach innen stehenden Stütze und des Spiegels. Die Kraft von dem Stapel von keramischen Plättchen ist im Prinzip axial; sie kann jedoch auch eine gewisse, zu einer Verdrehung führende Kraftkomponente haben, die die nach innen verlaufende Stütze und dementsprechend den Spiegel kippt. Eine solche Kippbewegung verringert jedoch den Nutzen des Spiegels.When an electrical signal to the stack of platelets the stack creates a force between the holding, rigid, disc - like element and the outer end of the inward support and the Mirror. The power of the stack of ceramic In principle, the plate is axial; however, it can also a certain twist Have force component that the inward Support and tilt the mirror accordingly. A however, such tilting motion reduces the utility of the Mirror.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Verschiebung des Spiegels zu steuern, daß keine Kippbewegung auftritt.The present invention is therefore based on the object based on controlling the displacement of the mirror that no tilting movement occurs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegeben, gelöst.This object is inventively, as in characterizing part of the claim specified, solved.

Gemäß der Erfindung ist die Bewegungsmöglichkeit des Spiegels auf eine Translationsbewegung beschränkt und die Lage des Spiegels wird durch einen piezoelektrischen, keramischen Werkstoff begrenzt, der als Zwei-Elemenete-Kristall (bimorph) arbeitet.According to the invention, the possibility of movement is Limited to a translational movement and the position of the mirror is determined by a limited piezoelectric, ceramic material, the works as a two-element crystal (bimorph).

Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung läßt sich besonders günstig in einem Ringlager einsetzen, und sie weist die gleichen Funktionen wie die Verstelleinrichtung auf, die aus der US-Paterntschrift 35 81 227 bekannt ist. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung eine Steuerung des Spiegels derart, daß sich eine Mikroverschiebung des Spiegels ergibt, so daß sich relativ zu dem Strahlengang des Lasers eine reine Bewegung nach innen oder außen ergibt.The adjustment device according to the invention can be particularly cheap use in a ring bearing, and them has the same functions as that Adjustment device based on the US Paternschrift 35 81 227 is known. In particular, the adjustment device according to the invention a control of Mirror such that there is a micro-shift of the Mirror results, so that there is relative to the beam path the laser moves inwards or outwards results.

Die Verstelleinrichtung vermeidet jedoch jede Neigung bzw. Kippbewegung des Spiegels.However, the adjustment device avoids any inclination or tilting movement of the mirror.

Die Verstelleinrichtung verwendet vorzugsweise einen Block aus dem gleichen dimensionsstabilen Material, wie es auch für das Gehäuse des Lasers eingesetzt wird. Der Block ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kreiszylindrisch. Zusätzlich kann der Block eine im wesentlichen flache, innere Oberfläche aufweisen. In der Mitte dieser Oberfläche kann sich eine Spiegelbeschichtung befinden, die entweder flach oder nach einer bevorzugten Ausführungsform leicht gekrümmt sein kann.The adjustment device preferably uses one Block made of the same dimensionally stable material as it is also used for the housing of the laser. The Block is according to a preferred embodiment circular cylindrical. In addition, the block can be a have a substantially flat inner surface. In the In the middle of this surface there can be a Mirror coating are either flat or slightly curved according to a preferred embodiment can be.

Die äußere Seite des Blocks kann eine ringförmige Aussparung aufweisen, die sich nahezu über die gesamte Länge des Blocks erstreckt, so daß eine dünne, ringförmige Membran entsteht, die radial von dem Spiegel zu einem starren äußeren Rand verläuft. Außerdem kann hiermit zusammenhängend die zentrale Stütze gebildet werden, die von dem Bereich des Spiegels längs der Achse des Blocks nach außen vorsteht. Die Membran, der äußere Rand und die zentrale Stütze werden nach einer bevorzugten Ausführungsform einstückig hergestellt. Eine dünne Scheibe ist an den äußeren Enden des Randes und der zentralen Stütze angebracht, wodurch eine zweite Membran entsteht, die radial von der zentralen Stütze zu dem Rand verläuft.The outer side of the block can be an annular one Have recess that cover almost the entire Length of the block so that a thin, Annular membrane arises radially from the mirror runs to a rigid outer edge. Besides, can the central support is connected with this be that of the area of the mirror along the axis of the block protrudes outwards. The membrane, the outer Edge and the central support are after one preferred embodiment made in one piece. A thin disc is at the outer ends of the rim and the central support attached, creating a second Membrane arises radially from the central support too runs along the edge.

Die beiden, im Abstand voneinander angeordneten Membranen beschränken die Bewegung der zentralen Stütze und des an ihr angebrachten Spiegels, so daß nur die axiale Bewegung der Stütze und des Spiegels möglich ist.The two, spaced apart Membranes restrict the movement of the central support and the mirror attached to it, so that only the axial movement of the support and the mirror is possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die starre Nabe, die metallische Membran und das zweite, starre Randteil temperaturunempfindlich. Diese Unempfindlichkeit kann dadurch erreicht werden, daß sie aus einem gegen Temperaturänderungen unempfindlichen Metall, wie beispielsweise Invar, hergestellt werden.According to a preferred embodiment, the rigid Hub, the metallic membrane and the second, rigid Edge part insensitive to temperature. These Insensitivity can be achieved by: from an insensitive to temperature changes Metal such as Invar can be made.

Die axial gerichteten, flexiblen Elemente des zweiten Randteiles können etwa an dem ersten starren Randteil angeklemmt oder hiermit verklebt werden.The axially directed, flexible elements of the second Edge part can be on the first rigid edge part clamped or glued to it.

Der an der Nabe gehalterte Stößel kann in Form einer einstellbaren Lagerschraube ausgebildet sein, die gegen eine in dem zentralen Bereich des Blocks angebrachte Scheibe anliegt. An der äußeren Scheibe kann eine Lagerplatte befestigt werden, die den Druck des Stößels bzw. der Lagerschraube aufnimmt.The tappet held on the hub can be in the form of a adjustable bearing screw to be formed against one located in the central area of the block Disc is in contact. There can be a Bearing plate are attached, the pressure of the plunger or the bearing screw.

Die piezoelektrischen Plättchen bestehen bevorzugt aus zwei dünnen, ringförmigen Plättchen aus einem keramischen Werkstoff. Die Plättchen haben nach einer bevorzugten Ausführungsform, auf ihren der metallischen Membran abgewandten Oberflächen, einen dünnen, metallischen Film, an den ein elektrisches Potential angelegt werden kann. Die beiden metallischen Filme befinden sich auf dem gleichen elektrischen Potential. Zwischen die Filme und die metallischen Membran wird sodann die Steuerspannung angelegt, so daß die beiden Plättchen aus dem keramischen Werkstoff als Zwei-Kristall-Element (bimorph) wirken. Das Anlegen einer solchen Steuerspannung mit entgegengesetzt gerichteten Potentialgradienten an die beiden Plättchen aus dem keramischen Werkstoff bewirkt, daß die Plättchen radial in entgegengesetzten Richtungen beansprucht werden. Dadurch wird die metallische Membran so verbogen, daß axiale Kräfte auf die Nabe der Membran und von dort über den Stößel und die zentrale Stütze auf den Spiegel ausgeübt werden, um den Spiegel in einer reinen Axialbewegung, als ohne jede Kippbewegung, zu verschieben.The piezoelectric plates preferably consist of two thin, ring-shaped plates from one ceramic material. The tiles have one preferred embodiment, on their the metallic Surfaces facing away from the membrane, a thin metallic film to which an electrical potential can be created. The two metallic films are at the same electrical potential. Between the films and the metallic membrane then the control voltage is applied so that the two Ceramic material plate as Two-crystal element (bimorph) act. The mooring such a control voltage with opposite potential gradients directed to the two platelets from the ceramic material causes the platelets stressed radially in opposite directions will. This is how the metallic membrane becomes so bent that axial forces on the hub of the membrane and thence over the plunger and the central support onto the Mirrors are exercised to make the mirror in a pure Axial movement than without any tilting movement move.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention will be described in more detail with reference to in the Drawing illustrated embodiments explained will. In the drawing shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen typischen Ring-Laser, in der die Positionierung der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindungzu erkennen ist, und Figure 1 is a top view of a typical ring laser showing the positioning of the device according to the present invention, and

Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, längs der Linie 2-2 von Fig. 1. FIG. 2 is a view, partly in section, along line 2-2 of FIG. 1.

Die in Fig. 1 allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß sie in einem Ring-Laser 12 eingesetzt werden kann. The device according to the present invention, indicated generally by reference number 10 in FIG. 1, is constructed in such a way that it can be used in a ring laser 12 .

Im allgemeinen wird ein Ring-Laser 12 aus einem dimensionsstabilen Material hergestellt, wie beispielsweise Quarz, Glas oder Keramik. Innerhalb des Laserkörpers 14 befinden sich Bereiche, die Gas enthalten. Ein typisches Gas wäre beispielsweise ein Neon/Helium-Gemisch. Die Gas bereiche werden so angeordnet, daß eine geschlossene, durch die Pfeile 16 angedeutete Bahn in dem Gasbereich erregt werden kann. Die dargestellte, geschlossene Bahn der Pfeile 16 ist als Quadrat ausgebildet, obwohl auch jede andere Form der geschlossenen Bahn verwendet werden kann. Außerdem muß die geschlossene Bahn nicht eben sein. Die Laserstrahlung wird erregt, indem beispiels weise eine Ionen- und Elektronen-Strömung (durch nicht dargestellte Einrichtungen) in das Lasergas eingeführt wird.Generally, a ring laser 12 is made from a dimensionally stable material, such as quartz, glass, or ceramic. Areas that contain gas are located within the laser body 14 . A typical gas would be a neon / helium mixture, for example. The gas areas are arranged so that a closed path indicated by the arrows 16 can be excited in the gas area. The closed path shown by the arrows 16 is designed as a square, although any other form of the closed path can also be used. In addition, the closed path does not have to be flat. The laser radiation is excited, for example, by introducing an ion and electron flow (through devices not shown) into the laser gas.

An den Ecken der geschlossenen Bahn befinden sich Spiegel 18, 20, 22, 24, die das Laserlicht in die geschlossene Bahn reflektieren. Die Spiegel 18-24 sind im allgemeinen optisch flach bzw. eben; sie können jedoch etwas mit großem Krümmungsradius gebogen sein, so daß auch klei ne Fehler bei der Ausrichtung berücksichtigt werden können. Einer der Spiegel, bei der dargestellten Ausfüh rungsform der Spiegel 18, ist nur teilweise reflektierend, so daß Licht von beiden Fortpflanzungsrichtungen des Laserlichtes zu Lichtfühlern (nicht dargestellt) durch gelassen werden kann, die das Licht in elektrische Si gnale umwandeln; diese elektrischen Signale können auf eine gesteuerte Spannungsquelle 26 gegeben werden.At the corners of the closed path there are mirrors 18, 20, 22, 24 which reflect the laser light into the closed path. The mirrors 18-24 are generally optically flat; However, they can be bent somewhat with a large radius of curvature, so that even small errors in the alignment can be taken into account. One of the mirrors, in the illustrated embodiment of the mirror 18 , is only partially reflective, so that light from both directions of propagation of the laser light can be passed through to light sensors (not shown) which convert the light into electrical signals; these electrical signals can be applied to a controlled voltage source 26 .

Die gesteuerte Spannungsquelle führt der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine Spannung zu, um die Lage des Spiegels 24 einzustellen. Beispielsweise kann der Spiegel 24 nach innen und nach außen und damit auf den Strahlengang des Laserlichtes zu und von ihm weg bewegt werden, wodurch die Lichtmenge beeinflußt wird, die dem Spiegel 18 zugeführt wird. Dadurch wird eine Regeleinrichtung mit geschlossener Schleife zwischen den Fühlern (nicht dargestellt), die dem Spiegel 18 zugeordnet sind, und der Lage des Spiegels 24 gebildet.The controlled voltage source supplies a voltage to the device according to the present invention in order to adjust the position of the mirror 24 . For example, the mirror 24 can be moved inwards and outwards and thus towards and away from the beam path of the laser light, thereby influencing the amount of light that is supplied to the mirror 18 . As a result, a closed-loop control device is formed between the sensors (not shown) associated with the mirror 18 and the position of the mirror 24 .

Als Alternative hierzu können auch andere elektronische Schaltungen (nicht dargestellt) dazu verwendet werden, um den Spiegel in eine bevorzugte Lage zu bringen.Alternatively, other electronic ones can be used Circuits (not shown) can be used to put the mirror in a preferred position.

Der Spiegel 24 sitzt auf der inneren Oberfläche 28 eines Blocks 30. Der Block 30 ist nach einer bevorzugten Ausführungsform aus dem gleichen dimensionsstabilen Material wie der Laserkörper 12 hergestellt. Der Block 30 ist mit einer gasdichten Dichtung an dem Körper 12 befestigt. Bei einer solchen Dichtung kann es sich um einen Klebstoff oder nach einer bevorzugten Ausführungs form um eine Diffusions-Kontaktherstellung (diffusion bonding) handeln.The mirror 24 sits on the inner surface 28 of a block 30 . In a preferred embodiment, the block 30 is made of the same dimensionally stable material as the laser body 12 . The block 30 is attached to the body 12 with a gas-tight seal. Such a seal can be an adhesive or, according to a preferred embodiment, a diffusion contact production (diffusion bonding).

Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat der Block 30 die Form eines Kreiszylinders mit einem äußeren Rand 32, einer zentralen Stütze 34 längs seiner Achse und einer Membran 36, die einstückig mit dem Rand 32 ausge bildet ist und den Rand 32 und die zentrale Stütze 34 verbindet. Eine ringförmige Öffnung 38 ist auf der axial äußeren Seite des Blocks 30 ausgebildet; die Öffnung 38 erstreckt sich nahezu über die gesamte Längs des Blocks 30, so daß die dünne Membran 36 ent steht. Die innere und äußere Wand der Öffnung 38 wird durch die Stütze 34 und den Rand 32 gebildet.According to a preferred embodiment, the block 30 has the shape of a circular cylinder having an outer rim 32, a central support 34 along its axis and a diaphragm 36 which integrally with the edge 32 is formed and connects the edge 32 and the central support 34th An annular opening 38 is formed on the axially outer side of the block 30 ; the opening 38 extends almost over the entire length of the block 30 , so that the thin membrane 36 is ent. The inner and outer wall of the opening 38 is formed by the support 34 and the edge 32 .

Über dem axial äußeren Ende des Blocks 30 ist eine Scheibe 40 angeordnet, die an dem Rand 32 und der zentralen Stütze 34 angebracht ist, so daß eine Membran 42 gebildet wird, die das offene Ende der ringförmigen Öffnung 38 überbrückt. Die Anbringung der Scheibe 40 kann beispielsweise durch einen Kleb stoff (nicht dargestellt) oder nach einer bevorzugten Ausführungsform ebenfalls durch die Diffusions-Kontakt herstellung erfolgen. Die beiden axial im Abstand von einander angeordneten, im wesentlichen parallelen, flexiblen Membranen 36 und 42, die zwischen den starren Elementen 32 und 34 angebracht sind, beschränken die Bewegung der zentralen Stützen 34 so, daß nur eine axiale Translation der Stütze 34 und des Spiegels 24 relativ zu dem Rande 32, jedoch keine Kippbewegung des Spiegels 24 möglich ist.A disc 40 is disposed over the axially outer end of the block 30 , which is attached to the rim 32 and the central support 34 so that a membrane 42 is formed which bridges the open end of the annular opening 38 . The attachment of the disc 40 can be done for example by an adhesive (not shown) or, according to a preferred embodiment, also by the diffusion contact production. The two axially spaced, substantially parallel, flexible membranes 36 and 42 mounted between the rigid members 32 and 34 limit the movement of the central supports 34 so that only axial translation of the support 34 and the mirror 24 relative to the edge 32 , but no tilting movement of the mirror 24 is possible.

Die Bewegung der zentralen Stütze 34 und des Spiegels 23 relativ zu dem Rand 32 nach innen und nach außen wird durch ein Verbindungsglied 50 erzwungen, das auf den Rand 32 geklemmt ist. Bei der dargestellten, bevor zugten Ausführungsform besteht das Verbindungsglied 50 aus dem Material "Invar", ist also ebenfalls dimensions stabil. Das Verbindungsglied 50 weist einen Rand 52 auf, der nach einer bevorzugten Ausführungsform axial ge schlitzt ist, so daß flexible, axial gerichtete Be festigungen 55 an dem äußeren Umfang des Blocks 30 und der Scheibe 40 gebildet werden, ohne daß der Block 30 oder die Scheibe 40 starken Beanspruchungen unter worfen werden. Das Verbindungsstück 50 weist eine Nabe 54, welche an der Achse angebracht ist, sowie eine metallische, ringförmige Membran 56 auf, die radial den Spalt zwischen dem Rand 52 und der Nabe 54 überbrückt. Die Membran 56 ist axial von der Scheibe 40 weg ver setzt, so daß eine Lagerschraube 58 in die Nabe 54 ein geschraubt und an einer Lagerplatte 60 anliegen kann, die an der Mitte der Scheibe 40 befestigt ist. Die Schraube läßt sich so einstellen, daß sie für die an fängliche Positionierung des Spiegels fest an der Lagerplatte 60 anliegt. The movement of the central support 34 and the mirror 23 relative to the edge 32 inwards and outwards is forced by a connecting member 50 which is clamped onto the edge 32 . In the illustrated, before ferred embodiment, the connecting member 50 consists of the material "Invar", so it is also dimensionally stable. The connector 50 has an edge 52 which is axially slotted according to a preferred embodiment, so that flexible, axially directed fastenings 55 are formed on the outer periphery of the block 30 and the disc 40 without the block 30 or the disc 40 heavy loads. The connecting piece 50 has a hub 54 , which is attached to the axle, and a metallic, ring-shaped membrane 56 , which radially bridges the gap between the edge 52 and the hub 54 . The membrane 56 is axially away from the disk 40 ver, so that a bearing screw 58 is screwed into the hub 54 and can rest on a bearing plate 60 which is fastened to the center of the disk 40 . The screw can be adjusted so that it rests firmly on the bearing plate 60 for the initial positioning of the mirror.

Zwei ringförmige, piezoelektrische Scheibchen 62, 64 aus einem keramischen Werkstoff sind an den gegen überliegenden Flächen der Membran 56 angeordnet und angebracht. Leitende Filme (nicht dargestellt) können auf den Flächen der keramischen Plättchen (wafer) 62, 64 abgelagert werden. Die Steuerspannung wird von einem Anschluß 66 auf die metallische Membran 56 gegeben. Der andere Spannungsanschluß 68 ist mit der axialen Oberfläche des Plättchens 64 und mit der axial inneren Oberfläche des Plättchens 62 verbunden.Two annular, piezoelectric disks 62, 64 made of a ceramic material are arranged and attached to the opposite surfaces of the membrane 56 . Conductive films (not shown) can be deposited on the surfaces of the ceramic wafers 62, 64 . The control voltage is supplied from a terminal 66 to the metallic membrane 56 . The other voltage connection 68 is connected to the axial surface of the plate 64 and to the axially inner surface of the plate 62 .

Beim Betrieb dieser Einrichtung wird eine Steuerspan nung zwischen die Anschlüsse 66 und 68 angelegt, so daß sich eins der Plättchen 62 und 64 längs seiner radialen Abmessungen verlängert und das andere Plätt chen verkürzt. Die Verkürzung des einen Plättchens und die Verlängerung des anderen Plättchens verbiegt bzw. verwindet die Membran 64 und drückt die Nabe 54 entweder auf den Block 30 zu oder von dem Block 30 weg. Die auf die Nabe 54 ausgeübte Kraft wird durch die Lagerschraube 58 und die Lagerplatte 60 auf die Mitte der Scheibe 40, von dort axial durch die Stütze 34 auf den Spiegel 24 übertragen, wodurch der Spiegel 24 entweder nach innen zum Inneren des Lasers oder nach außen zum Äußeren des Lasers hin bewegt wird. Um die Er zeugung einer Kraft aufgrund der unterschiedlichen Expansion der Scheibchen 62, 64 zu vermeiden, werden die Scheibchen nach einer bevorzugten Ausführungsform einander so angepaßt, daß sie im wesentlichen identische Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.In the operation of this device, a control voltage is applied between the terminals 66 and 68 , so that one of the plates 62 and 64 is lengthened along its radial dimensions and the other plate is shortened. The shortening of one plate and the extension of the other plate bends or twists the membrane 64 and presses the hub 54 either towards the block 30 or away from the block 30 . The force exerted on the hub 54 is transmitted through the bearing screw 58 and the bearing plate 60 to the center of the disk 40 , from there axially through the support 34 to the mirror 24 , whereby the mirror 24 either inwards to the inside of the laser or outwards is moved to the outside of the laser. In order to avoid the generation of a force due to the different expansion of the disks 62, 64 , the disks are adapted to one another in accordance with a preferred embodiment such that they have substantially identical coefficients of thermal expansion.

Während der Montage und der Erwärmung der Kammer 38 kann Gas durch Luftlöcher 70 austreten. Gas may escape through vents 70 during assembly and heating of chamber 38 .

Obwohl die Membranen als ringförmig beschrieben worden sind, können sie auch andere Formen haben, ohne daß hierdurch der angestrebte Schutz gegen eine Kippbewegung des Spiegels aufgehoben wird.Although the membranes have been described as ring-shaped , they can also have other shapes without thereby the desired protection against a tilting movement the mirror is lifted.

Bei der beschriebenen Ausführungsform war das Äußere der zentralen Stütze ringförmig, während das Innere des Randes koaxial und ebenfalls ringförmig war. Der Bereich zwischen dem Äußeren der zentralen Stütze und dem Inneren des Randes ist dann ebenfalls ringförmig.In the described embodiment, the exterior was the central support ring-shaped, while the interior the edge was coaxial and also annular. The Area between the exterior of the central pillar and the inside of the edge is then also ring-shaped.

Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß zwar die beschriebene Ausführungsform bevorzugt wird, die Membranen jedoch auch dann noch ringförmig wären, wenn die zentrale Stütze und der Rand die gewünschte Form nur in dem Bereich der Membranen hätte, während im Bereich zwischen den Membranen eine beliebige andere Form verwendet würde.However, it must be pointed out that the described embodiment is preferred, the membranes would still be ring-shaped even if the central one Support and the edge only in the desired shape Area of the membranes would have been in the area between any other shape would be used for the membranes.

Außerdem muß darauf hingewiesen werden, daß die Grenzen der Membranen auch andere Formen als Kreisformen haben können. Es muß nur das Kriterium erfüllt werden, daß die Grenzen kreisförmig symmetrisch um die gemeinsame Translationsachse sind, und daß die Achse der Kreis symmetrie der Grenzen der beiden Membranen gleich sein muß. Die innere und äußere Grenze der beiden Membranen können in der Praxis verschiedene Formen haben. Beispiels weise können die Grenzen quadratisch oder kreisförmig sein, wobei eine Grenze quadratisch und die andere kreis förmig ist.It should also be noted that the limits the membranes also have shapes other than circular shapes can. Only the criterion has to be met that the borders circularly symmetrical around the common Are translational axis, and that the axis is the circle symmetry of the boundaries of the two membranes should be the same got to. The inner and outer boundary of the two membranes can have different shapes in practice. Example the borders can be square or circular be, with one square and the other circle is shaped.

Es ist auch wichtig, daß die Membranen zwar im wesentli chen parallel sein sollten, jedoch auch kleine Abweichun gen von der parallelen Lage zulässig sind. Beispielsweise könnte ein Abweichungsfehler von einer Bogenminute toleriert werden. It is also important that the membranes are essentially should be parallel, but also small deviations parallel position are permissible. For example could tolerate a deviation error of one minute of arc will.

Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung be wegt und positioniert also den Eckenspiegel eines Ring-Lasers auf gesteuerte Weise mit einer Trans lationsbewegung, die nur nach innen und nach außen gerichtet ist. Durch die mit der vorliegenden Erfin dung vorgeschlagene Befestigungsart kann der Laser spiegel keine Kippbewegung durchführen, sondern der Spiegel wird im Gegenteil durch die im wesentlichen parallel im Abstand voneinander angebrachten Membranen 36, 42 ohne jede Kippneigung gehalten.The device according to the present invention thus moves and positions the corner mirror of a ring laser in a controlled manner with a translational movement that is only directed inwards and outwards. Due to the proposed with the present inven tion type of attachment, the laser mirror can not perform a tilting movement, but on the contrary, the mirror is held by the essentially parallel spaced membranes 36, 42 without any tendency to tilt.

Claims

1. Adjustment device for a mirror of a laser arrangement, with two substantially parallel, spaced apart flexible membranes, with a first rigid edge part that connects the outer boundaries of the membranes, with a central support that connects the inner boundaries of the membranes and the can perform a translational movement in a longitudinal axis, as well as with a drive device for adjusting the support in its longitudinal direction on one side of the support, the mirror being arranged on the other side of the central support so that its reflecting surface is directed away from the flexible membranes , characterized in that the radial boundaries of the membranes ( 36, 42 ) are circularly symmetrical about the common longitudinal axis, that the drive device has a rigid hub ( 54 ) which is axially close and coaxial to the first end of the central support ( 34 ) is arranged and a plunger ( 58 ) u m, which is fastened to the hub ( 54 ) and abuts against one side of the central support ( 34 ), that a metallic membrane ( 56 ) which is fastened with its inner edge to the hub ( 54 ) and radially protrudes from the hub in the undeflected state ) it is provided that on the outer edge of the metallic membrane ( 56 ) a rigid region of a second edge part ( 54 ) is fastened, which has along its edge axially directed, flexible elements which are fastened on the first rigid edge part ( 32 ), that two piezoelectric plates ( 62, 64 ) are mounted on the opposite surfaces of the metallic membrane ( 56 ), and that a device ( 26 ) is provided for applying a control voltage between the metallic membrane ( 56 ) and the surfaces of the piezoelectric plates facing away from it is.

2. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the inner and outer limits of the flexible membranes ( 36, 42 ) are concentric circles.

3. Adjusting device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inner boundaries of the flexible membranes ( 36, 42 ) have substantially the same radius, and that the outer boundaries have substantially the same radius.

4. Adjusting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rigid hub ( 54 ), the metallic membrane ( 56 ) and the second, rigid edge part are made of a temperature-stable metal, and that the piezoelectric plates ( 62, 64th ) have the same coefficient of thermal expansion.

5. Adjusting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mirror ( 24 ) is arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis of the central support.

6. Adjusting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mirror is a curved Mirror is.

7. Adjusting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mirror ( 24 ) forms at least one of the corner mirrors of a ring laser ( 12 ).