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Halterung für ein stabförmiges stimulerbares Medium ei-
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nes optischen Senders (Lasers) Die Erfindung betrifft eine Halterung
für ein stabförmiges stimulierbares Medium eines optischen Senders (Lasers), das
zusammen mit einer Pumplichtquelle in einem stirnseitig von Reflektoren begrenzten
HiSspiegel angeordnet ist.
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Lasersender sind oft extremen Umweltbedingungen ausgesetzt, wie z.B.
Temperaturschwankungen und Schock- oder Stoßbeanspruchungen. Dies beeinflußt auch
die Halterung des stimulierbaren Mediums,. das häufig stabförmig ausgebildet ist.
Da der Laserstab innerhalb eines optischen Resonators liegt, muß eimit großer Genauigkeit
gehalten werden. Es dürfen daher über die Halterung keine Verspannungen auf den
Stab einwirken. Bei zu fester Stabhalterung kann sich zusätzlich durch unterschiedliche.
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Wärmeausdehnung von Stab und Gehäuse der Stab verziehen und damit
funktionsuntüchtig werden. Bei zu leichter Stabhalterung besteht die Gefahr, daß
sich die genaue Lage des Stabes verändert. Darüber hinaus soll die Halterung ein
leichtes Reinigen der Stabenden im eingebauten Zustand ermöglichen und eine geringe
Einspannlänge aufweisen, um durch minimale Abschattung des aktiven Laserstabes möglichst
geringe optische Verluste zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für ein stabförmiges
stimulierbares Medium eines optischen Senders (Lasers) zu schaffen, welche die aufgezeigten'Probleme
in möglichst einfacher Weise löst.
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Bei einer Halterung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Reflektoren des Hohlspiegels senkrecht
zu ihrer Ebene zur Aufnahme der Enden des Laserstabes mit jeweils einer Bohrung
ausgebildet sind, deren Wandung mit einer Aussparung versehen ist, welche mit der
Bohrungswandung zwei Auflagepunkte für den Laserstab bildet und daß zur Halterung
der Enden des Laserstabes in den Bohrungen jeweils eine sich quer zum Laserstab
erstreckende Elemmfeder vorgesehen ist, die an der den Auflagepunkten der Bohrung
gegenüberliegenden Seite des Laserstabes im Bereich zweier Enden an zwei Stützpunkten
des Reflektors abgestützt ist und derart auf dem Laserstab aufliegt, daß sie diesen
gegen die beiden Auflagepunkte der Bohrung drückt.
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Bei einer erfindungsgemäßen Halterung werden die stirnseitigen Reflektoren
des den Laserstab enthaltenden Hohlspiegels gleichzeitig zum Halten des Laserstabes
verwendet. Dabei wird durch die in den Reflektoren vorgesehene Aufnahmebohrung und
die Aussparung der Bohrungswandung eine prismenartige Auflage gebildet, die eine
genaue zentrierende Führung des Laserstabes bewirkt. Als Halteelement ist bei einer
rfindungsgemäßen Halterung an jedem Ende des Laserstabes eine Klemmfeder vorgesehen,
die den Laserstab gegen die prismenartige Auflage drückt. Auf diese Weise kann eine
vorteilhafte Dreipunktlagerung des Laserstabes realisiert werden, sofern die Klemmfeder
punktförmig auf dem Laserstab aufliegt. Die Klemmfeder selbst ist in jedem Fall
zweckmäßigerweise in ihrer Kraft so bemessen, daß alle in horizontaler und vertikaler
Richtung durch Schock- oder Stoßbeanspruchung auftretenden Kräfte, die eine Verlagerung
des Laserstabes zur Folge haben könnten, aufgefangen werden.
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Die erfindungsgemäße Halterung hat vor allem den Vorteil, daß aufgrund
der Lagerung des Laserstabes in den Reflektoren des Hohlspiegels und infolge der
Verwendung eines als Klemmfeder ausgebildeten Haltelementes in einfacher Weise eine
genaue Lagerung eines Laserstabes erreichbar ist, wobei auch bei verschiedenen Einflüssen,
wie z.B.
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Temperaturschwankungen und mechanischen Beanspruchungen die Position
des Laserstabes genau eingehalten werden kann. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße
Halterung eine Reinigung der Laserstabenden im eingebauten ustand erleichtert. Schließlich
wird bei der erfindungsgemäßen Halterung nur eine geringe Einspannlänge benötigt,
so daß lediglich eine minimaie Abschattung des aktiven Laserstabes erfolgt und die
optischen Verluste infolge Abschattung gering gehalten werden können.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halterung
besteht die Klemmfeder aus einer Stabfeder . Dadurch ergibt sich ein besonders einfach
ausgebildetes Halteelement, das etwa in der Mitte der Stabfeder auf dem Laserstab
aufliegt und somit zwangsläufig eine Dreipunktauflage des Laserstabes herbeiführt.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Halterung besteht die Klemmfeder aus einer den Stab mit einer oder mehreren Windungen
umschließenden Schlingfeder. Eine derartige Klemmfeder weist seitlich der Windungen
jeweils einen Federschenkel auf, mit dem die Klemmfeder an den Stützpunkten abgestützt
ist. Die Schlingfeder hat gegenüber einer Stabfeder den Vorteil der leichteren Montierbarkeit
und des besseren Längenausgleichs beim Temperaturgang des Laserstabes, da sie um
ihre beide Federschenkel in Längsrichtung des Laserstabes wie ein Schwebebalken
schwenken kann. Außerdem ist bei einer Schlingfeder die Gefahr der Beschädigung
des Laserstabes bei der Montage geringer. Die Hal-
tekraft der Schlingfeder
wird in vorteilhafter Weise dadurch erhöht, daß die Windungen der Schlingfeder vieleckförmig
ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Halterung besteht die Klemmfeder aus einer zweischenkeligen, 1-, u- oder v-förmig
ausgebildeten Bügelfeder, deren einer Schenkel an den Stützpunkten abgestützt ist
und deren anderer Schenkel auf dem Laserstab aufliegt. Die Bügelfeder hat einen
sehr kleinen Kraftanstieg, so daß Toleranzen ohne Einfluß auf die Haltekraft bleiben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs
1 sind in den Merkmalen der übrigen Unteransprüche angegeben.
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Anhand der Zeichnung werden verschiedene Ausführungsbeisp;de der Erfindung
im folgenden näher beschrieben.
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Dabei zeigen die Fig. 1 in Schnittdarstellung den grundsätzlichen
Aufbau eines beispielhaften Lasersenders im Prinzip, Fig. 2 und 3 in einer Vorder-
bzw. in einer Seitenansicht im Schnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Halterung für eine Ende eines Laserstabes, Fig. 4 und 5 ebenfalls in Vorder- bzw.
Seitenansicht im Schnitt die entsprechende Halterung des anderen Endes eines Laserstabes,
Fig. 6 und 7 wiederum in Vorder-bzw. Seitenansicht im Schnitt eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Halterung, Fig. 8 und 9 ebenfalls in Vorder- bzw. Seitenansicht
im Schnitt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halterung.
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Der Lasersender nach Fig. 1 besitzt ein Pumpsystem mit einem Laser
stab 1, einer Blitzlampe 2 als Pumplichtquelle und einem Hohlspiegel 3, welcher
in einem nur angedeuteten Gehäuse 7 angeordnet ist. Der Hohlspiegel 3 besteht aus
einer an der Innenfläche verspiegelten Reflektorhülse 4, welche an beiden Stirnseiten
von zwei ebenfalls an der Innenseite verspiegelten plattenförmigen Reflektoren 5
und 6 begrenzt ist. Die Reflektoren werden wegen der hohen geforderten Genauigkeit
fest mit dem Gehäuse 7 verbunden, z.B. verstiftet und dienen zweckmäßigerweise gleichzeitig
zum Halten des Laserstabes 1 und der Blitzlampe 2. Hierzu ist in der in den Fig.
2 und 3 gesondert dargestellten Reflektorplatte 5 wie auch in der anderen Reflektorplatte
6 senkrecht zur Reflektorebene jeweils eine Bohrung 8 zur Aufnahme der Enden des
Laserstabes 1 sowie eine weitere zur Reflektorebene senkrecht gerichtete Bohrung
9 für die Blitzlampe vorgesehen. Die Bohrung 8 hat einen dem Laseztab etwa entsprechenden
Durchmes -ser und ist in ihrer Wandung mit einer zusätzlichen Aussparung 10 versehen,
welche mit der Bohrungswandung zwei Ecken 11 als Auflagepunkte für den Laserstab
bildet. An diesen Auflagepunkten 11 liegt der Laserstab wie in einem Prisma auf,
so daß er dadurch genau zentriert und geführt wird. Zur Halterung der Enden des
Laserstabes 1 in der Bohrung 8 ist nun eine sich quer zur Achse des Laserstabes
erstreckende Klemmfeder 12 vorgesehen, die hier aus einer Stabfeder aus Draht besteht.
Die Stabfeder 12 stützt sich im Bereich ihrer beiden Enden an der den Auflagepunkten
11 der Bohrung 8 gegenüberliegenden Seite des Laserstabes 1 an zwei Stützpunkten
13 ab, die symmetrisch in Bezug auf eine durch die Mitte der Bohrungen 8 und 9 gelegte
Ebene angeordnet und von zwei nach innen vorstehenden Eckpunkten einer in der Reflektorebene
5 vorgesehenen Aussparung 14 gebildet sind. Dabei sind die Stützpunkte 13 der Aussparung
14 so angeordnet, daß die etwa in der Mitte ihrer Länge auf dem
Laserstab
1 aufliegende Stabfeder 12 so durchgebogen ist, daß sie mit Vorspannung gegen den
Laserstab gedrückt ist.
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Die Stabfeder 12 liegt dabei an einem Punkt 15 auf dem Laserstab 1
auf und drückt diesen an dem Punkt 15 gegen die beiden Auflagepunkte 11 der Bohrung
8, so daß der Laserstab prismenartig an drei Punkten gelagert ist. In der gleichen
Weise wird das zweite Ende des Laserstabes gehalten. Dies ist bei der in den Fig.
4 und 5 dargestellten zweiten Reflektorplatte 6 zu sehen. Die Ausbildung der Reflektorplatte
6 und die Halterung des zweiten Endes des Laserstabes entsprechen weitgehendst den
Fig.
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2 und 3. Die Reflektorplatte 6 weist gegenüber der Reflektorplatte
5 lediglich noch eine Lampenfassung 16 für die Blitzlampe auf, wobei die Lampenfassung
bereits in die Reflektorplatte 6 fluchtend mit der Bohrung 9 integriert ist. Hierdurch
werden Einzelteile eingespart.
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Bei der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halterung
eines Laserstabes in einem Lasersender nach Fig. 1 ist nach den Fig. 6 und 7 die
Reflektorplatte 20 in Prinzip wieder so ausgebildet wie die Reflektorplatte 5 in
den Fig. 2 und 3. Die Reflektorplatte 20 weist also eine Bohrung 21 für das Ende
des Laserstabes 1 mit einer Aussparung 22 und den beiden Auflagepunkten 23 sowie
eine Bohrung 24 für die Blitzlampe und eine der Aussparung 14 in den Fig. 2 und
3 entsprechende Aussparung 25 mit zwei Stützpunkten 26 auf, die wieder an der den
Auflagepunkten 23 gegenüberliegenden Seite des Laserstabes 1 angeordnet sind. Auch
die Lagerung des Laserstabes 1 ist im Prinzip die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsforn besteht hier jedoch die sich ebenfalls
quer zum Laserstab erstreckende Klemmfeder aus einer Schlingfeder 27, die den Laserstab
in der Mitte ihrer Länge mit einer oder mehreren W-indungen einmal oder mehrmals
umschlingt. Die Schlingfeder 27'stützt sich mit ihren beiden Federschenkeln 28,
29 ebenfalls an den
Stützpunkten 26 der Aussparung 25 ab und drückt
den Laserstab mit ausreichender Kraft gegen die Auflagepunkte 23 und damit in die
Prismenführung. Das andere Ende des Laserstabes kann auf dieselbe Weise oder z.B.
auch nach Art der Halterung gemäß den Fig. 2 und 3 gehalten werden.
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Bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 sind die Reflektorplatte
30 und die Halterung des Laserstabes 1 ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen
ausgebildet. Die Reflektorplatte 30 hat also außer der Bohrung 31 für die Blitzlampe
wieder eine Bohrung 32 für die Aufnahme der Enden des Laserstabes 1. Die Bohrung
92 weist ebenfalls eine Aussparung 33 mit den Auflagepunkten 34 auf. Außerdem ist
die Reflektorplatte 30 in der bereits beschriebenen Weise mit einer Aussparung 35
versehen. Als Stützpunkte für die sich auch hier quer zum Laserstab erstreckende
Klemmfeder 36 sind hier jedoch an der den Auflagepunkten 34 gegenüberliegenden Seite
des Laserstabes 1 zwei in Bezug auf eine durch die Mitte der Bohrungen 31 und 32
gelegte Ebene symmetrisch an der Reflektorplatte 30 angeordnete Anschläge 37 vorgesehen,
die von zwei in die Reflektorplatte eingedrehten Schrauben gebildet werden. Außerdem
besteht die Klemmfeder bei dieser Ausführungsform aus einer zweischenkeligen 1-,
u- oder v-förmigen Bügelfeder 36,deren längerer Schenkel 38 an den Schraubenschäften
abgestützt und an den Schraubenköpfen gesichert ist und deren kürzerer Schenkel
39 unter Vorspannung punktförmig auf dem Laserstab aufliegt. Dadurch wird der Laserstab
wieder gegen die Auflagepunkte 34 der prismenartigen Führung gedrückt.
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Die Klemmfeder 36 kann ebenso wie auch die Klemmfeder 27 -aus einer
Drahtfeder bestehen.
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11 Patentansprüche 9 Figuren
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