JPH06504883A - レーザー・ミラーの取付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザー・ミラーの取付は装置 技術分野 本発明は、一般的な光学部品に関し、より特定すると、レーザーの光学部品を調 整自在に取り付けるのに使用される装置に関する。

発明の背景 レーザーは、作動のために、両端に反射装置を配設することによって光学的に共 鳴するようになされたレーザー室内に配設された材料を利用してレーザーのため の光学的共鳴器を形成する。反射装置の１つは、光カプラとして機能するが又は レーザー室からのレーザー光を伝達するための手段として機能する。共鳴反射器 の構造は、光の波長の１／１０又はｌ／２０以内及び周波数の１／１００以内で あるように特定されることが多い。言い換えれば、１インチの１／１，０００． ０００を越える光線の振れは使用できない。

全てのレーザー構成部品の整合は、最大出力を維持するためには臨界的な重要性 を有する。特に重要なのは、出力カプラの整合である。本発明の譲受人に譲渡さ れた米国特許第４，７３０，３３５号には、レーザーの構成部品を整列させるた めの１つの装置が記載されている。同じく本発明の譲受人に譲渡された米国特許 第４．８９０．２９６号には、レーザーの出力カプラを装着するための別の装置 が記載されている。

レーザー装置又は光ビームを曲折させ、分離し、集光させ又は再度方向を変える ために、１以上の光学ミラーを使用することもできる。これらのミラーは、通常 は、支持面に固定された何らかの形状の取付は装置に固定される。レーザービー ムの経路内に設けられたミラー又はその他の光学部品は、入射する光ビームに対 して正確に整列されている。殆どの場合になされるが、取付は装置が支持面に取 り付けられた後に何らかの調整が必要である。

過去においては、装着物と支持面又は支持ベースとの間に１以上の詰め木（ンム ）を挿入することによってなされていた。この方法の欠点は、装着物を支持面に 固定するのに使用される締結部材を取り外すことを含むことが極めて多いことで あり、これは時間がかかり、必ずしも常に極めて正しいわけではなく、時々は適 切に行うのが極めて難しいかもしれない。

別の方法は、支持面上にミラーを保持するために、ポールとソケットからなる結 合取付は装置又はダブルジンバル型の取付は装置を用いることである。これらの タイプの取付は装置は、制御された調整を可能にするけれども、これらは比較的 高価であり、従って、多くの用途において極めて実用的でない。

別の困難な点は、光学部品が取付は装置に固定される手段である。湿度の変化及 び衝撃によって望ましくない動きが生じる。圧入及び接着は正確だが容易に適用 できない。接着剤は除去するのも難しい。接着剤はまた、ガスを発生し、光学部 品及びミラーの表面を贋う。

このような取付は装置内で光学部品を保持するための調整性能を使用することが 容易で堅固で清浄な手段を有する光学部品のための簡単で比較的低廉な取付は装 置の必要性があることが明らかである。

発明の概要 本発明の主たる目的は、レーザーの光学部品のための調整可能な取付は装置を提 供することである。

発明の別の目的は、光学部品を機械的に定位置に保持するための変形可能な手段 を有する光学部品のための取付は装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、レーザーの出力カプラを調整自在に取り付けるための 装置を提供することである。

本発明の１つの特定の目的は、光学部品を機械的に圧縮可能な蕾を有するカップ 状の取付は装置内に機械的に保持する手段を提供することである。

本発明の更に別の目的は、金属支持部材をその弾性限界を越えて曲げることによ って調整される光学部品を提供することである。

本発明に従って、定位置に固定して保持され且つ基準軸を規定するようになされ たベースと、前記ベースによって担持され且つ光学部品を受け入れるようになさ れた受け入れ手段と、からなる光学部品取付は装置が提供される。前記受は入れ 手段は、前記基準軸にほぼ平行な受け入れ光軸を有し且つ２つの対向する軸線方 向端部を有する全体的に弾性の材料からなる壁を有し、光学部品受は入れ内側と 外側を画成し、前記壁の端部の中間で且つ前記壁の外周に沿って配置された溝を 有し、当該溝は、前記壁の両端が圧縮されて前記溝に隣接する前記壁の内側面の 一部が前記基準軸に向かって内側に動いて前記光学部品の一部を前記壁に対して 固定するような深さと幅になされている。

この装置によれば、光学部品を定位置にしっかりと保持することが可能である。

薄い壁の管を使用してベースを光学部品受は入れ手段に結合することによって、 且つ管を非弾性的に曲げることによって、固定された光学部品の軸を容易に傾斜 させることができる。本発明のこの他の多くの利点及び特徴は、以下に示す実施 例の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面から容易に明らかとなるである図 １．２及び３は、各々本発明の光学部品取付は装置の１つの実施例の底面図、横 断面図および上面図であり、 図４および５は、本発明における光学部品受は入れ手段の上端の拡大断面図であ り、 図６は、図１．２．３の光学部品取付は装置の斜視図であり、図７．８８よび９ は、各々本発明の別の実施例の底面図、横断面図及び頂面図であり、 図１０は、図８，９に示した移動手段の斜視図であり、図１１は、図７．８．９ に示した光学部品取付は装置の斜視図であり、図１２は、図７．８．９に示した 光学部品取付は装置の分解組立図であり、図１３は、光学部品受は入れ手段の位 置を替えるために図１０の移動手段が使用されるときの、因８の光学部品取付は 装置の側面図である。

詳細な説明 本発明は添付図面に示されている多くの異なる形態の実施例によって実現できる けれども、ここでは、本発明の２つの特定の実施例を詳細に説明する。しかしな がら、本実施例は、本発明の例示であり且つ本発明を図示された特定の実施例に 限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。

図６には、本発明の光学取付は装置ｌＯの１つの実施例が示されている。特に、 光学取付は装置ｌＯは、はぼ円形で平らなベース１２と、光学部品４ｏを受け入 れるためのカップ状の光学部品受は入れ手段１４（Ｏｉ！１１２参照）と、ベー ス１２を受け入れ手段１４と結合するためのＷＩ壁の管２ｏとからなる。図示し た実施例においては、ベース１２は、３つの取り付は穴１６ａ、１６ｂ、１６ｃ と、３つの逃げ穴１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、中央穴２２とを有する。

受は入れ手段１４は、はぼ円筒形の壁２４と平らな底面２６とを有する。璧２４ は、外側面と概して滑らかな内側面とを有する。底面２６は中央３ｏを有し、ｖ ２０は、受は入れ手段１４の中央穴３ｏに対して開口している一端と、ベース１ ２の中央穴２２に対して開口している他端とを有する。これらの穴は、光がその 中を軸方向に通過するのを許容する（図４の矢印３２参照）。

壁２４の外側１１２８は、壁の頂端及び底端が互いに圧縮されると壁の内側の一 部２８ａが受け入れ手段１４の内側に向けて付勢されるような（図５）壁の厚み に対して十分な深さ、幅（図４）及び壁を形成する材料の曲げ強度を有する。従 って、光学部品４０が受け入れ手段１４内に配置されると、受は入れ手段１４の 壁を軸方向に圧縮することによって、光学部品４ｏを定位置に固定することがで きる。溝の正確な深さと幅は、受は入れ手段１４の材料の特性、壁２４の厚み及 び光学部品４０の外径と壁の内径との差を考慮に入れることによって部分的に決 定される。

１つの特定の実施例においては、光学取付は装置１ｏは１つの部品からなる■Ｎ ＶＡＲから加工して作られ、壁２４は、内径が約０．３１インチ、外径が約０６ ３９インチであり、光学部品４０（例えばレーザ出力カプラ）は、外径が約０． ３インチであり、溝２８は、丸くなされており且つ０．０３インチの帽と深さを 有する。管２０は、長さが約０．１３インチ、内径９１．１０インチ、外径が０ ．１２インチである。溝２８′が圧縮されたときに形成される棚部２８ａ（図５ 参照）は、光学部品４０を著しく歪ませるか又はその光学特性を変える（例えば 、水晶におけるように応力によって誘起される複屈折）はど十分な力をかけるべ きではない。

図１１を参照すると、本発明の別の実施例１Ｏ°が示されている。上記の実施例 と同じ部品は同じ参照番号によって示されている。大きな違いは、受は入れ手段 １４′の下端の周りに外周肩部５０が付加されていること及び受け入れ手段１４ の円筒形の壁２４の外側の周りに緩く筆合するワッシャ状の部材若しくはカラー ５２（図１Ｏ参照）が付加されていることである。カラー５２の主な目的は、取 付は装置ｌＯ″の管２０′を曲げることができる手段を提供することである（図 １３参照）。

取付は装置１０．１０’の管部分２０は、管部分を形成する材料の弾性限界を越 えて容易に曲がる程度に十分薄く作られている。第１の実施例においては、この 目的のｊ；めにどのような適当な工具（例えば、こじ開は棒（プライバー）、ね じジヤツキ（ジャックスクリュー）等）を使用することができる。第２の実施例 においては、カラー５２は、指で又は機械的な利点を増す他の工具の助けを借り て容易に操作できる工具そのものである。管２ｏを曲げることによって、光学部 品４０の光軸５４をθだけ傾斜させるか又は移動させて新しい位置５４′とする ことができる。

上記の説明から、多くの変更、代替え及び変形ができることが当業者にとって明 らかであろう。従って、本説明は例示としてのみ考えられるべきものであり、本 発明を実施する方法を当業者に教示する目的のためのものである。種々の変更を 加えて、置換材料や本発明の特徴を利用してもよい。例えば、レーザーの出力カ プラのための取付は装置に関連して本発明を説明したが、絞り板のような他の光 学部品を調整自在に支持するために使用することができる。図４８よび５を参照 すると、別の例として、光学部は入れ手段１４の壁２４は円筒形である必要はな く（例えば、正方形、長方形等でもよい）、又、連続した形である必要はない（ 例えば、ジグザグの城郭状であってもよい）。最後に、いくつかの場合には、ニ ッケルーチタン合金（例えば、カルフォルニア州すニーベイルのシェイプ・メモ リー・アプリケーション・インク（Ｓｂｓｐｅ　ＭｅｍｏｒＩ　Ａｐｐ目ｃｓｔ ｉｏａｓ、　ｌｅｅ、、）によって市販されているニチノル（Ｎｉ）ｉＩｌｏｌ ）　）のような形状記憶合金によって作ることが望ましいかもしれない。形状記 憶合金の例が、米国特許第３，１７４，８５１号、第３，３５１，４６３号及び 第３，４０３．２３８号（これらの特許は全て米国海軍長官によって代表されて いる米国に譲渡された）に開示されている。このような合金は“記憶”を有する 。第１の形状になされ、適当な処理がなされ、その後その形状が変形されたとき に、所定の高温になるまでその形状が維持される。所定の高温になると、当該金 属は極めて強く元の形状に復帰する。従って、管部分２０に均一に小さな温度変 化があったときに、光学部品４０の軸５４を次第に傾斜させることができる。

このような種々の変形、代替え、変形等が、特許請求の範囲に規定された発明の 精神および範囲から逸脱することなくなすことができることが理解できるであろ う。従って、本発明は、特許請求の範囲に含まれるこのような全ての変形を特許 請求の範囲によって包含することを意図している。

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Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）定位置に固定保持するように意図され且つ基準軸を規定するベースとｂ）前 記ベースによって担持され、光学部品を受け入れる受け入れ手段であって、前記 基準軸にほぼ平行な受け入れ光軸を有し、弾性材料からなる壁を有し、当該壁は 、２つの対向する軸方向端部を有し、光学部品を受け入れる内側と外側とを形成 し、前記壁の端部の中間に当該壁の外周に沿って配置された溝を有し、当該溝は 、前記壁の端部が互いに圧縮されると、当該溝に隣接した前記壁の内側の一部が 前記基準軸に向かって内側に移動せしめられて前記光学部品の一部を前記壁に対 して固定するようになされた、前記受け入れ手段と、からなる光学部品の取付け 装置。
2. 【請求項２】前記壁の形状がほぼ円筒形であり、前記溝が前記壁の外周の少なく とも一部の周囲に延びている、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記受け入れ手段を前記ベースに非弾性的に且つ移動自在に結合す る曲げ可能な手段を更に含む、請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】前記曲げ可能な手段を前記基準軸にほぼ直角な軸に沿って前記ベー スに対して曲げるために、前記受け入れ手段によって担持された移動手段を更に 含む、請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】前記受け入に手段の前記壁が、当該壁の少なくとも一部分に沿って 配置された肩部を有し、 前記移動手段が、前記壁の外局に嵌合するようになされ且つ前記肩部によって担 持されるようになされた、請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】前記曲げ可能な手段が、２つの対向端部を有し且つ前記基準軸にほ ぼ平行な軸を有する薄い壁の管からなる、請求項３に記載の装置。
7. 【請求項７】前記移動手段が、前記管の軸から所定の径方向距離のところに配置 された部分を有する、請求項４に記載の装置。
8. 【請求項８】前記壁が、ほぼ円筒形であり且つ前記基準軸に平行な中心軸を有し 、 前記曲げ可能な手段が、前記基準軸にほぼ平行な中心軸を有し且つ前記ベースに 結合された一端と、前記受け入れ手段に結合された対向端部とを有する、請求項 ３に記載の装置。
9. 【請求項９】前記ベースが少なくとも１つの取付け穴を含む、請求項１に記載の 装置。
10. 【請求項１０】ａ）中心軸を規定する中心に穴を有するベースと、ｂ）２つの対 向端部を有するほぼ円筒形の壁であって、当該露の一端に結合され且つ中心穴を 有する円形の床を有し、前記基準軸にほぼ平行な光軸を有し、前記対向端部の間 に配置された外周溝を有し、当該外周溝は、前記壁の対向端部が互いに圧縮され ると、前記壁の内側の少なくとも一部が前記基準軸に対向し前記溝に隣接して配 置され前記壁に対する光学部品の位置を固定する棚部を形成するのに十分な深さ と幅を有するようになされた前記壁と、ｃ）２つの対向端部を有し、前記基準軸 にほぼ平行な軸を有し、前記受け入れ手段を前記ベースに結合するための概して 薄い壁の管であって、前記基準軸にほぼ平行な中心軸と、前記ベースに結合され た一端と、前記受け入れ手段に結合された他端と、前記床及びベースに設けられ た穴と開口連通している中空内腔とを有する前記管と、からなる光学部品取付け 装置。
11. 【請求項１１】前記壁が、その外側の少なくとも一部分に沿って配置された肩部 を有し、 前記肩部によって担持され、前記薄い壁の管を、前記基準軸にほぼ直角な軸に沿 って前記ベースに対して曲げるための移動手段を更に含む、請求項１０に記載の 装置。
12. 【請求項１２】前記移動手段が、前記壁の外周に且つ前記肩部分に隣接して嵌合 するようになされた円形のカラーからなる、請求項１１に記載の装置。
13. 【請求項１３】前記薄い壁の管が形状記憶合金によって形成されている、請求項 １０に記載の装置。
14. 【請求項１４】ａ）定位置に固定保持されるようになされ且つ基準軸を規定する ベースと、 ｂ）前記ベースによって支持されて光学部品を受け入れるための受け入れ手段で あって、前記基準軸にほぼ平行な受け入れ光軸を有し、変形可能な材料から作ら れた壁を有し、当該壁は、２つの軸方向の対向端部を有し、光学部品を受け入れ る内側と外側を形成し、当該壁の端部の中間に配置され且つ前記基準軸にほぼ直 角な平面内にある外側溝を有し、当該溝は、前記壁の端部が互いに圧縮されると 、前記壁の内側の一部分が前記基準軸に向かって内側に移動して前記光学部品の 前記壁に対する位置を固定するような十分な深さ及び幅を有する、ようになされ た前記受け入れ手段と、 ｃ）前記ベースと前記受け入れ手段との間に配置されて前記受け入れ手段を前記 ベースに結合させる薄い壁手段と、からなる光学部品取付け装置。
15. 【請求項１５】前記受け入れ手段によって支持されて、前記基準軸にほぼ直角な 軸に沿って前記薄い壁手段を前記ベースに対して曲げるための移動手段を更に含 む、請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】前記薄い壁手段が、２つの対向端部を有し、前記基準軸にほぼ平 行な軸を有し、前記受け入れ手段の横方向寸法よりもはるかに小さい直径を有す る薄い壁の管からなる、請求項１５に記載の装置。
17. 【請求項１７】ａ）レーザー出力カプラのための取付け装置であって、定位置に 固定保持されるようになされ且つ垂直基準軸を規定する穴を画成するベースと、 ｂ）前記管によって前記ベースに固定され、出力カプラを受け入れ、内部を光が 通過する受け入れ手段であって、前記基準軸にほぼ平行な受け入れ光軸を有し圧 縮可能な材料によって作られ、２つの対向する軸方向端部を有し、出力カプラ受 け入れ内側と外側を形成し、前記壁の端部の中間に位置し且つはぼ水平な面内に ある外側溝を有し、前記溝は、前記壁の端部が互いに圧縮されたときに前記壁の 内側の一部分が前記基準軸に向かって内側に移動して前記出力カプラの前記壁に 対する位置を固定するのに十分な大きさを有するようになされた、前記受け入れ 手段と、 ｃ）前記受け入れ手段によって担持されて前記垂直基準軸にほぼ直角な軸に沿っ て前記チューブを前記ベースに対して曲げるようになされた移動手段と、からな る装置。
18. 【請求項１８】前記管が金属によって作られており、前記移動手段が前記管をそ の弾性限界を越えて曲げるのに使用される、請求項１７に記載の装置。
19. 【請求項１９】前記管が形状記憶合金から作られており、前記移動手段が前記管 を熱する手段を含む、請求項１７に記載の装置。
20. 【請求項２０】ａ）レーザーの出力カプラのための取付け装置であって、定位置 に固定保持されるようになされ、中心穴を有し、基準軸を規定する円形のほぼ平 らなベースと、 ｂ）薄い円筒によって前記ベースに結合され、レーザーの出力カプラを受け入れ るためのほぼ円筒形の金属カップであって、当該カップは、前記基準軸にほぼ平 行な受け入れ光軸を有し、開口した頂部と、内部に穴を有するほぼ平らな底部と 、前記頂部と底部との中間に配置された外周溝とを有し、同溝は、前記カップの 頂部および底部が互いに圧縮されたときに、前記溝に隣接する前記カップの一部 分が前記基準軸に向かって内側に移動せしめられて前記出力カップを前記カップ に締結できるような深さと幅を有し、前記円筒は、前記ベース内の前記中央穴と 前記カップの底部穴に対して開口している内側を有するようになされた前記金属 カップと、からなる装置。