FI70487C - Anordning foer riktning av laserstraole - Google Patents

Description

1 70487 LASERSÄTEEN KOHDISTUSLAITE - ANORDNING FÖR RIKTNING AV laserstrAle

Keksinnön kohteena on lasersäteen kohdistuslai-te, kuten on määritelty patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa .

Muutamien wattien, esim. 0,1 - 100 w suuruus-5 luokkaa olevia valotehoja voidaan siirtää optista kuitua pitkin. Siirtoa varten laservalo kohdistetaan halkaisijaltaan suuruusluokkaa 50 pm olevan kuidun sisään fokusoimalla, polttopisteen halkaisija esim. 40 pm. Tällöin, optisen kuidun halkaisijän ja laservalon polttopisteen 10 ollessa suunnilleen samaa suuruusluokkaa, laservalon kohdistus optisen kuidun sisään aiheuttaa probleemeja.

Laservalon tarkat kohdistimet ovat hinnaltaan suhteellisen kalliita eivätkä käytössä kuitenkaan kovin stabiileja. Laservalon epätarkka kohdistus kuidun sisään,so. 15 kuidun ulkopuolelle, esim. kuidun liimapintaan kohdistunut valo,aiheuttaa liimahöyryjen muodostusta, kuidun pään karstottumista sekä lopuksi kuidun pään sulamisen. Kuidun huolto aiheuttaa huomattavia lisäkustannuksia, lisäksi kuidun hinta on suhteellisen kallis. Varsinaisten huolto- ja 20 materiaalikustannuksien lisäksi kuidun turmeltuminen aiheuttaa seisonta-aikoja ao. laitteen, esim. silmäleik-kauslaserin käytössä, mikä vuorostaan aiheuttaa hankaluutta ja lisäkustannuksia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda 25 esiin uudenlainen lasersäteen kohdistuslaite, jolla lasersäde voidaan keskittää ja kohdistaa luotettavasti ja tarkasti kuidun sisään, vaikkakin lasersäde ennen säätötoimenpiteitä muodostaisi pienen kulman kohdistuslaitteen optisen akselin kanssa. Edelleen keksinnön tarkoituksena 30 on tuoda esiin lasersäteen kohdistuslaite, joka on huollettavissa ja kohdistettavissa helpommin kuin aiemmat laitteet.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

35 2 70487

Keksintö perustuu siihen perusajatukseen, että adapteri, johon optisen kuidun pää on liitetty olennaisesti kiinteästi ja johon kuuluu kuidun päähän olennaisesti stabiilisti fokusoitu kohdistuslinssi, on liitetty ja 5 tuettu laservalolähteeseen stabiilisti kuuluvaan runkokap- paleeseen erityisen kallistuksensäätöelimen avulla siten, että adapterin kaltevuuskulma optisine kuituineen ja lins-seineen lasersäteen kulkusuuntaan nähden ja siten linssin polttopiste kuidun pään suhteen on säädettävissä kah-10 dessa, pääasiassa säteen suuntaisessa säätötasossa, säätö tapahtuu olennaisesti linssin keskipisteen suhteen. Keksinnön mukaan siis adapteri kuidun päineen ja kuidun päähän fokusoituine linsseineen on muodostettu yhtenäiseksi, stabiiliksi yksiköksi, jolloin linssin kohdistus on 15 säädettävissä säätämällä adapterin kaltevuuskulmaa laser säteen kulkusuuntaan nähden (ennen tämän tuloa adapteriin) kallistuksensäätöelimen avulla. Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä kohdistuslinssi ja adapteri säädetään keskelle lasersädettä. Kohdistus optisen kuidun pää-20 hän tapahtuu kallistuksensäätöelimien avulla.

Laitteeseen kuuluva runkokappale, johon adapteri on tuettu kallistuksensäätöelimen avulla, voi kuulua laservalolähteeseen tämän osana. Runkokappale voi täten muodostua esim. laservalolähteen rungosta, laser-25 putken osasta, peilikäsivarresta, johon laservalo on johdettu laserputkesta, peilikäsivarren osasta, jne.

Olennaista on se, että runkokappale on olennaisesti stabiili lasersäteen kulkusuunnan suhteen ennen laser- säteen tuloa adapteriin.

30 Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskoh taisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen lasersäteen kohdistuslaitteen periaatteellista ra-35 kennetta, kuva 2 esittää sivulta katsottuna erästä toista keksinnön mukaista laitetta osin leikattuna, 3 70487 kuva 3 esittää kuvan 2 mukaista laitetta lasersäteen tulosuunnasta katsottuna, ja kuva 4 esittää keksinnön mukaisen laitteen liitäntää erääseen laseryksikköön.

5 Kuvassa 1 laserlähteen 2 (ei esitetty kuvassa laitteen yksinkertaistamiseksi ja havainnollistamiseksi) lähettämä lasersäde 1 on johdettu laservalolähteeseen sta-biilisti liitetyn runkokappaleen 8 valotiehyen 9, so. aukon lävitse adapterin 5 valotiehyeeseen 6, so. kohdis-10 tuslinssiin 7. Adapteriin 5 kuuluu kohdistuslinssin 7 lisäksi optinen kuitu 3, jonka päähän 4 linssi on fokusoitu stabiilisti, so. optinen kuitu on liitetty olennaisesti kiinteästi adapteriin (kuvassa optinen kuitu on esitetty erillisenä lasersäteen kulun ja säädön havainnollista-15 miseksi).

Kuvassa 1 adapteri 5 on tuettu runkokappalee-seen 8 kallistuksensäätöelimen 10, 10^, so. säätöruuvien 111, II2 avulla siten, että adapterin kaltevuuskulma α,β lasersäteen kulkusuuntaan 1 nähden kahdessa säteen suun-20 täisessä säätötasossa p^, p^ on säädettävissä. Samalla, säädettäessä mainittua adapterin kaltevuuskulmaa, linssin 7 polttopiste f kuidun pään 4 suhteen on säädettävissä mainituissa säätötasoissa p^, P2 . Mainitut säätötasot on kuvassa 1 merkitty adapterin kohdalla koordinaatti-25 akselien X ja Y avulla ja kuidun pään kohdalla vastaavien samansuuntaisten koordinaattiakselien x ja y avulla. Kuvassa koordinaatit X ja Y sekä vast, x ja y ovat kohtisuorassa toisiaan sekä säteen kulkusuuntaa 1 vastaan. Kallistettaessa adapteria 5 Y-akselin ja lasersäteen 1 suun-30 täisessä tasossa Ρ2 siten, että kulma β pienenee, optinen kuitu 3, liitettynä stabiilisti adapteriin, kääntyy adapterin mukana samassa tasossa P2 katkoviivoin 31 merkittyyn asentoon. Tällöin fokusointipisteen f asema pysyy pääasiassa paikallaan, ja, optisen kuidun pään siirryttyä 35 tasossa P2 ylöspäin, fokusointipiste saadaan säädettyä kuidun päähän 4 nähden alaspäin samassa tasossa p2. Haluttaessa säätää fokusointipistettä x-akselin suunnas- 4 70487 sa sivulle päin, adapteria 5 kallistetaan X-akselin suuntaisessa tasossa siten, että kulma a kasvaa tai vast, pienenee. Adapterin säätö tapahtuu tällöin kallistuksen-säätöelimen 10, so. kiinnitysruuvin 11^ avulla.

5 Kallistettaessa adapteria 5 X- ja/tai Y-akselien suuntaisissa tasoissa fokusointipiste ei todellisuudessa pysy täysin paikallaan. Linssin 7 kääntyessä adapterin mukana olennaisesti linssin keskipisteen ympäri lasersäde 1 siirtyy linssin paksuudesta johtuen jonkin 10 verran adapterin kääntösuuntaan, merkitty kuviossa viite-merkinnällä 1'. Tämä siirtymä on kuitenkin suhteellisen pieni verrattuna kuidun pään siirtymää, eikä sillä ole olennaista merkitystä säteen kohdistuksen kannalta. Keskittämällä linssi ja adapteri uudelleen lasersäteen suh-15 teen sen jälkeen kun laservalon polttopiste on säädetty optisen kuidun päähän saadaan mainittu siirtymä eliminoiduksi .

Kuvassa 1 adapteri 5 on liitetty runkokappalee-seen 8 kolmen kiinnitysruuvin 11^, 11^ ja 11^ avulla.

20 Adapterin ja runkokappaleen väliin on sijoitettu jouset 12^, 122/ -^3' esim· kierrejouset tai lautasjouset, vastaavien kiinnitysruuvien kohdille. Kiinnitysruuvit 11^, 11^, 11^ on järjestetty kolmion muotoon tasossa, joka on pääasiassa kohtisuorassa säteen 1 suuntaan nähden, 25 esitetyssä sovellutuksessa ruuvien muodostama kolmio on suorakulmainen, ja hypotenuusan kärkipisteessä sijaitsevat ruuvit 11^ ja II2 muodostavat adapterin kaksi kal-listuksensäätöelintä 10 ja 10^ akselien X ja vast. Y suuntaisissa tasoissa p^ ja vast. P2. Kiinnitysruuvien muodos-30 tämän suorakulmaisen kolmion kärkipisteessä sijaitseva kiinnitysruuvi 11^ on asennettu pääasiassa kiinteästi ja sitä ei säädetä lasersäteen kohdistuksen yhteydessä .

Kuvista 2-3 ilmenee keksinnön erään toisen so-35 vellutuksen mukaisen kohdistuslaitteen rakenne yksityiskohtaisesti. Kuvassa 1 esitetyn laitteen rakenneosia vastaten kuvissa 2-3 esitetyn laitteen vastaavia osia on merkitty samoilla viitenumeroilla. Kuvissa 2-3 laippamai- 5 70487 nen runkokappale 8 on liitetty laserlähteeseen 2 kiinni-tysruuveilla 21. Laserlähteen lähettämä lasersäde on johdettu runkokappaleen valotiehyen 9, so. aukon kautta run-kokoppaleeseen kiinnityslevyn 22 ja kiinnitysruuvien 11^, 5 II2 ja 11^ avulla liitettyyn adapteriin 5. Adapteri 5 käsittää kiinnityslevyyn kierteillä 23 liitetyn holkki-maisen runko-osan 24, jonka lävitse johtaa valotiehyt 6. Runko-osan valolähteen puoleiseen päähän on liitetty kierteillä putkilomainen istukka 24, jonka sisäpuolelle on 10 liitetty linssi 7 lukitusrenkaan 26 avulla. Runko-osan 24 istukkaan 25 nähden vastakkaiseen päähän on liitetty optisen kuidun holkkimainen kiinnitysrunko 27, johon optisen kuidun pää on keskitetty ja kiinnitetty kiinnitysren-kaan 28 ja kuidun päähän liitetyn helan avulla olake-15 kiinnityksellä 30. Optinen kuitu 3 on täten liitetty sta-biilisti kiinnitysrunkoon 27 kiinnitysrenkaalla 28, joka kiinnitysrunko on edelleen liitetty kierteillä adapterin runko-osaan 24. Kohdistuslinssi 7 on liitetty olennaisesti kiinteästi linssi-istukkaan 25 lukitusrenkaan 26 avulla, 20 joka istukka on liitetty kierteillä 31 adapterin runko-osaan siten, että linssi voidaan fokusoida optisen kuidun 3 päähän 4 kiertämällä istukkaa mainittujen kierteiden 31 varassa. Istukan 25 holkkimainen aukko sijoittuu lasersäteen kohdalle tämän suuntaisesti, linssin kohti-25 suorassa lasersäteeseen nähden. Optisen kuidun 3 pää 4 sijoittuu samaten lasersäteen suuntaisesti, fokusointi-etäisyydelle linssistä 1.

Adapterin kiinnityslevyn 22 tuenta ja kiinnitys runko-osaan 28 on toteutettu kuvissa 2-3 esitetyssä 30 sovellutuksessa vastaavasti kuin tehtiin kuvassa 1, so. kolmipistekiinnityksellä kiinnitysruuveilla 11.^ ja 112, llj. Kiinnitysruuvit on sijoitettu suorakulmaisen kolmion muotoon, ja hypotenuusan kärkipisteessä sijaitsevat ruuvit muodostavat adapterin kaksi kallistuksensäätöelintä 35 10, 10^. Adapterin kiinnityslevyn 22 ja runkokappaleen 8 väliin on sijoitettu lautasjouset 12^, 122, 12^ kiinnitysruuvien kohdille.

6 70487

Kuvassa 4 optinen kuitu on liitetty laseryksi-kön 2 runkoon kuvien 2-3 mukaisella kohdistulaitteella. Tällöin kohdistuslaitteeseen ei kuulu erillistä runko-kappaletta 8, vaan tämä muodostuu laseryksikön rungosta.

5 Keksinnön sovellutukset eivät rajoitu esitet tyihin sovellutusesimerkkeihin, vaan keksintöä voidaan modifioida ja muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa, kuten on selvää alan ammattimiehelle.

10 15

Claims (7)

7 70487

1. Lasersäteen kohdistuslaite (1) laserlähteen (2) lähettämän lasersäteen (1) kohdistamiseksi optisen kuidun (3) sisään tämän päästä (4), johon laitteeseen kuuluu: adapteri (5) käsittäen valotiehyen (6) ja koh-5 distuslinssin (7), jolloin optisen kuidun pää ja linssi on liitetty stabiilisti valotiehyen yhteyteen sekä linssi fokusoitu optisen kuidun päähän; sekä runkokappale (8) käsittäen samaten valotiehyen (9) ja tarkoitettu liitettäväksi stabiilisti laserlähteeseen lasersäteen johtami-10 seksi runkokappaleen valotiehyen kautta adapterin valo-tiehyeeseen, ja edelleen linssiin ja tämän kohdistamana valokuidun sisään, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ainakin yksi kallistuksensäätöelin (10), ja että adapteri (5) on tuettu runkokappaleeseen (8) maini-15 tun kallistuksensäätöelimen avulla siten, että adapterin kaltevuuskulma (α,β) lasersäteen kulkusuuntaan nähden -v* siten linssin polttopiste kuidun pään suhteen on säädettävissä kahdessa, pääasiassa säteen (1) suuntaisessa säätötasossa (p^, P2)·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että laitteeseen kuuluu kaksi kallis-tuksensäätöelintä (10, 10^), että adapteri (5) on tuettu ja säädetty runkokappaleeseen (8) nähden kahdessa pääasiassa säteen (1) suuntaisessa säätötasossa (p^, Ρ2) mainittujen 25 säätöelimien avulla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätötasot (p^, P2) ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laite, 30 tunnettu siitä, että adapteri (5) on liitetty runkokappaleeseen (8) kolmen kiinnitysruuvin (11^, 1^, 11^) avulla, että adapterin ja runkokappaleen väliin on sijoitettu ainakin yksi jousi (12^, 122, 12^), ja että ainakin kaksi kiinnitysruuveista on säädettäviä siten, 35 että adapteri on kallistettavissa kiinnitysrungon suhteen g 70487 kahdessa pääasiassa säteen (1) suuntaisessa säätötasos-sa (p1, p2) .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kiinnitysruuvit (11^, H2' H3) 5 on järjestetty kolmion muotoon tasossa, joka on pääasiassa kohtisuorassa säteen (1) suuntaa vastaan.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kiinnitysruuvit (11^, 112, H3) on järjestetty suorakulmaisen kolmion muotoon tasossa, 10 joka on pääasiassa kohtisuorassa säteen (1) suuntaa vastaan, ja että hypotenuusan kärkipisteissä sijaitsevat ruuvit muodostavat kaksi kallistuksensäätöelintä (10, 101).

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen 15 laite, tunnettu siitä, että linssi (7) on sovitettu adapteriin (5) siten, että adapterin ja linssin säätö tapahtuu olennaisesti linssin keskipisteen ympärillä, so. linssin keskipiste pysyy olennaisesti paikallaan säädön ajan. 20 9 70487