WO2004040718A1 - Einfach justierbarer pulsformer für ultrakurze laserpulse in kompaktbauweise - Google Patents

Einfach justierbarer pulsformer für ultrakurze laserpulse in kompaktbauweise Download PDF

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WO2004040718A1
WO2004040718A1 PCT/DE2003/003540 DE0303540W WO2004040718A1 WO 2004040718 A1 WO2004040718 A1 WO 2004040718A1 DE 0303540 W DE0303540 W DE 0303540W WO 2004040718 A1 WO2004040718 A1 WO 2004040718A1
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WO
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pulse
beam path
mirror
unit
laser
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/003540
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Baumert
Andreas Assion
Matthias Wollenhaupt
Andreas Präkelt
Cristian Sarpe-Tudoran
Christian Horn
Original Assignee
Universität Kassel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universität Kassel filed Critical Universität Kassel
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping

Definitions

  • the present invention is in the field of targeted shaping of light pulses and in particular of ultra-short laser pulses in the femtosecond range. It relates in particular to a device according to the preamble of claim 1 and can be used for ultra-short pulses, especially for high pulse powers.
  • Such short-pulse lasers are being used to an increasing extent in the field of laser-assisted microscopy, ultra-small-scale material processing and for the microstructural analysis of surfaces.
  • Ultra-short laser pulses can bring a very high power with a relatively low energy input into a sample material due to their short time, which means that the radiation has useful properties for many applications in science and industry.
  • the micro-structuring of surfaces or the spectral analysis of plasmas, which are generated by the effect of the incident laser pulse in the material or on its surface, may be mentioned as an example.
  • fs femtosecond
  • the cause of a pulse shape change is the dispersion of optical elements. This causes the various those frequency components that make up an fs laser pulse have different terms.
  • a complex dispersion management is necessary for laser pulses in the optically visible range below 50 fs in order to maintain the laser pulse shape and thus to introduce the pulse energy into the material in the shortest possible time - as is often desired.
  • pulse shapers are therefore used to create a defined pulse shape in spite of many technical pulse broadenings.
  • phase-modulating pulse shapers are used primarily in the frequency range. Before passing through the optical elements, the laser pulse is spectrally and selectively separated from one another in such a way that the transit time differences of the individual frequency components at the point of application of the laser pulse are just canceled.
  • the laser pulse is more precisely split into its spectral components and then specifically changed in phase or amplitude with a spatial light manipulator and then brought together again.
  • the manipulator Spatial Light Modulator - abbreviated as SLM
  • the optical path length of the spectral components of the pulse is individually controlled or controlled by computer-assisted self-adaptation mechanisms.
  • Such a pulse manipulator can, for example, consist of a matrix of helical or parallel, nematic liquid crystals (e.g. SLM-S160 / h, company: Jenoptik), on which there is a transparent, so-called ITO base plate for applying a voltage on the input and output side.
  • nematic liquid crystals e.g. SLM-S160 / h, company: Jenoptik
  • ITO base plate for applying a voltage on the input and output side.
  • Components can be set.
  • the patent DE 199 30 532 C2 discloses such an arrangement.
  • the laser pulse spectrally fanned out as a dispersive element is parallelized with a lens and directed to the SLM.
  • the SLM is located approximately in the focal plane of the lens, which is also the Fourier plane.
  • the manipulated laser pulse is then focused on a second grating with a second lens and passed on from there spectrally combined, and is then corrected at the location of the actual application, i.e. with a defined pulse shape (e.g. the shortest pulse shape).
  • Pulse must be aligned, and with respect to the beam direction be aligned exactly according to the Littrow condition, i.e. the spectral center beam is reflected back into itself by the grating. Then the divergent pulse split by the grating strikes a cylindrically shaped mirror, such as a silver mirror. Both the grating and the cylindrical mirror are tilted slightly in the Z direction with respect to the incident beam in order not to let the reflected light go back into the grating. Instead, the reflected light strikes a plane mirror as a parallel beam, which is arranged in the Z direction below or above the incident light beam.
  • the plane mirror is arranged in the XY direction in a 45 degree orientation to the incident beam and tilted in the Z direction by the same angle as the plane mirror, only with the opposite sign, around the reflected beam bundle parallel to the incident light beam by a certain difference in Z- To be able to reflect towards a pulse modulator unit (SLM).
  • SLM pulse modulator unit
  • the pulse manipulator unit is designed to be transitive and is located in the Fourier plane of the cylinder mirror.
  • the pulse is manipulated therein and strikes an exactly mirror-symmetrical arrangement, consisting of a second plane mirror, a second cylinder mirror and a second grating, in order finally to leave the above-described pulse shaper arrangement as a re-combined, corrected light pulse.
  • both existing grids must be precisely adjusted in two spatial directions with an angular accuracy of at least 0.1 decimal degrees in both the XY and XZ directions
  • the grid lines of the two grids must be arranged parallel to each other.
  • Grid and cylinder mirror must be spaced so that the grid for the Littrow condition is in the focal plane of the cylinder mirror.
  • Both cylinder mirrors must be positioned tilted at a very small, predefined angle within the YZ plane in order to ensure the aforementioned deflection of the light in the Z direction so that the reflected light does not strike the grating again.
  • the two cylinder mirrors must be arranged exactly at a distance that corresponds to twice the focal length of the cylinder mirrors.
  • Both plane mirrors used for deflection must be positioned exactly in the "roof" position, but must be tilted by the same negative angle as the first and second cylinder mirrors, and they must be large enough to accommodate the entire frequency-resolved beam.
  • the transmissive pulse manipulator unit must be exactly in the Fourier plane, i.e. be positioned in the rear focal plane of the cylinder mirror, so that the disassembled spectral components of the laser pulse are imaged on the transmissive pulse manipulator unit.
  • the aforementioned error causes an incoming pulse with a length of 5 remote seconds of an outgoing pulse with a length of the order of about 1000 femtoseconds.
  • the object of the present invention is therefore to develop a pulse shaper in accordance with the preamble of claim 1 such that its optical elements can be adjusted in a simpler manner in order to make the pulse shaper more flexible in use.
  • the pulse shaper according to the invention with the features of claim 1 solves this problem.
  • the present invention is based on the basic idea, the above-mentioned multi-parameter problem for the correct setting and to disentangle adjustment of the optical elements by aligning certain, functionally interacting optical elements as a subset of the entirety of all optical elements separately from one another, with pinholes or other suitable optical elements being used as aids for this alignment, which are used with high precision in the Beam path can be used and can be removed again after a rough adjustment of the optical elements, without falsifying the beam path of the device that has already been set, for example by repeated insertion of the pinhole.
  • a two-phase adjustment is proposed, namely a pre-adjustment of the entire device by means of a continuous laser beam, which can be implemented inexpensively, the pre-adjustment being carried out with an accuracy in the range from 0.5 millimeter to about 0.1 millimeter can be.
  • the actual short pulse laser used for the application is only used after the pre-adjustment has been carried out.
  • the subsequent fine adjustment for the final alignment and fine adjustment of the optical components can then be carried out with the (expensive) short pulse laser itself. After a successful pre-phase according to the invention, it then requires far less time than if the pre-adjustment were dispensed with.
  • the object known in the last-mentioned prior art is developed in such a way that a) at least a subset of the aforementioned optically active units can be reproducibly fastened on the holding elements on the device by means of a precisely guided mechanical connection and again are arranged to be removable therefrom, and b) a zero position of the beam path is defined with respect to a common base plate carrying all optically active units.
  • Feature a) above enables optical units to be attached (and removed) several times in succession with a reproducible accuracy of approximately 1/10 mm solely on the basis of the structural properties of the holding elements, which is necessary in order to roughly adjust the various optical units according to the invention to be able to perform efficiently.
  • Feature b) above enables the right and left sides of the mirror-symmetrical arrangement to be efficiently aligned with one another.
  • At least a subset of the holding elements is attached to one another - for example, fixed on precise displacement tables - which are mounted so as to be displaceable with an accuracy in the range of a few micrometers over a range of several centimeters in order to be able to carry out a subsequent fine adjustment.
  • the invention provides that:
  • a beam positioning device for the incoming or outgoing beam is provided for both symmetry sides by means of a precisely guided, mechanical connection, preferably a pinning connection, which can be positioned and removed on the device in order to roughly separate the two symmetrical parts of the beam path independently of one another means to make it adjustable with an accuracy of 0.5 mm up to 0.1 mm,
  • At least one further beam positioning device is provided on the device by means of a precisely guided mechanical connection, preferably a pinning connection that can be positioned and removed in order to make the two symmetrical parts of the beam path coarsely adjustable (same accuracy). Accuracy).
  • a beam positioning device is to be understood to mean an optical element which is suitable for allowing a laser beam with a sufficiently small cross section to pass through, in order to serve as a marking for the direction of the correctly oriented beam path or parts thereof.
  • Pairs of perforated screens arranged one behind the other are particularly suitable for this. These are to be understood as two perforated diaphragms which serve to allow a light beam to pass through both diaphragms, the location and directional orientation of the diaphragm being able to be set with the accuracy mentioned above, so that an ordinary laser beam, for example a continuous (non-pulsed) helium Neon laser beam, can be used to align certain parts of the pulse shaping device with each other.
  • a pinhole could be assigned to the first dispersive element and a second pinhole could be assigned to a cylinder mirror.
  • “Subset” of the aforementioned optically active units is to be understood to mean that not all optically active elements need to be reproducibly attached and removable within the device, but only if it is necessary for the purposes of the present invention.
  • the pulse shaping device further contains a common carrier frame or a carrier plate as
  • Base plate that represents the reference system for all sliding tables, with the help of which optical elements can be adjusted. This enables a compact and robust construction of the entire arrangement.
  • the optical elements are designed according to the invention to be rigidly seated on holding elements provided according to the invention, the holding elements being able to be introduced and removed into the beam path by means of a precisely guided mechanical connection — preferably a pinning — with a sliding table, such an insertion process also being carried out a number of times can be made reproducible, and the geometry of the beam path is not changed within the required measurement accuracy of about 0.1 millimeters.
  • the device according to the invention is therefore pre-assembled to a certain extent and provided with holding elements which can be used in a modular manner and which can be brought into their intended position in a precisely fitting manner, in which they are preferably fixed in the press fit by a high-precision pinning, for example with a 4 mm pin diameter.
  • a holding element contains a so-called holding member, which rigidly supports the optical element and can be designed, for example, in the form of a rod with a round or non-round cross section, a conventional le mirror holder that receives the holding member, and a
  • the mirror holder is rigidly connected to the mounting plate, which is used for rigid mounting on a sliding table provided in each case.
  • An angle-related rough positioning is given by the mounting plates.
  • An angle-related fine adjustment of the grille, cylindrical mirror and deflecting mirror takes place via the aforementioned "mirror holder”.
  • the mirror holder and mounting plate, as well as the mounting plate and the moving table are at least partially - especially in the case of the optical elements, which have to be inserted and removed several times during adjustment from the beam path - by means of releasable connecting elements that can be precisely connected in a spatial manner.
  • a precisely fitting pin, fitting screws, precisely fitting tongue and groove or shaft / hub connections are generally suitable for this.
  • a precisely fitting pinning enables a particularly quick and releasable connection of the individual parts involved, which is also very precisely reproducible. In this way, different optical elements of the same type but with different designs can also be taken in or out of the beam path in order to vary certain parameters of the pulse shaping device, as will be mentioned further below.
  • Figure 1 is a schematic representation of a top view of a pulse shaper according to the invention in a simplified representation.
  • FIG. 2 shows a schematic detailed illustration of a holding element according to the invention for an optical unit with its pinning according to the invention to the displacement table or to the base plate of the pulse shaping device.
  • FIGS. 1 and 2 A preferred exemplary embodiment of a pulse shaping device is described below with reference to FIGS. 1 and 2, which can advantageously be used in connection with the present invention instead of a pulse shaper known in the prior art.
  • pinhole apertures mentioned below apart from pinhole aperture 72 and 90, do not play a role during the actual operation of the pulse shaper, but only the rough adjustment and fine adjustment, i.e. the distance adjustment and angular alignment of the individual serve optical elements.
  • a plurality of displacement tables 102, 104, 106, 108 are arranged on a base plate 240 and carry the optical elements used.
  • the incident laser pulse 70 enters the laser pulse shaping device, which is provided according to the invention as a compact component, see top left in FIG. 1.
  • the pulse hits a grating 78 which is oriented according to the Littrow condition.
  • the grating 78 splits the pulse into its individual spectral components. The center wavelength is thus reflected back into itself.
  • the split laser pulse strikes a cylindrical mirror 74, which as a reflective element, for example in the form of a silver mirror, parallelizes the individual spectral components of the laser pulse from the divergent state. Assuming that the incoming laser pulse lies in the paper plane, the spectral components of the laser pulse backscattered by the grating 78 are imaged out of the paper plane onto the cylinder mirror due to the slightly tilted grating.
  • the cylinder mirror 74 is also slightly tilted so that the beam cannot hit the grating 78 again. It is a small angle in the range of 1.3 decimal degrees, the angle being adapted to the size of the optical elements and not being chosen too large in order to keep the astigmatism error introduced as low as possible.
  • the reflected, parallelized beam hits a plane mirror 76, which can also be designed as a silver mirror and serves as a deflecting mirror.
  • the deflection mirror 76 is arranged at a 45-degree angle in the paper plane in order to create perfect symmetry relationships. With regard to the Z plane, it has a tilt angle on which it is ensured that the deflected, parallel beam can continue to run parallel to the paper plane (to the right in the figure).
  • the deflected beam then strikes a pulse manipulator unit 82 provided according to the invention, which is known as such in the prior art, and in the form of a transmissive LCD displays can be designed, as was explained at the beginning.
  • the pulse manipulator unit 82 can be controlled in a computer-assisted manner by means of appropriate drivers and can change the individual color components in a targeted manner in terms of amplitude and phase in order to achieve a desired pulse shape. This is known in the prior art and is not a specific subject of the present invention.
  • the parallel pulse After passing through the pulse manipulator unit 82, the parallel pulse strikes a further deflection mirror 84, which is arranged symmetrically to the deflection mirror 76 and reflects the pulse in parallel form on a further cylinder mirror 86, which acts as a concentrator device for bundling the manipulated pulse from parallel beams to a second dispersive unit, namely the grid 88.
  • the spatial orientation of the deflecting mirror 84 and the cylinder mirror 86 are exactly the same as that of the elements 76 and 74, respectively, so that the pulse runs again in the paper plane after reflection on the cylinder mirror.
  • the grating 88 which is also oriented according to the Littrow condition, guides the concentrated and color-decomposed bundle back into a uniform pulse, which runs within the paper plane upward (in the drawing) the pulse shaping device according to the invention as an outgoing phase and amplitude-modulated laser pulse 105 - leaves.
  • the grids are spaced from the cylinder mirrors at exactly the distance of their focal length f.
  • the cylinder mirrors are spaced exactly 2 f apart.
  • the manipulator unit 82 forms the axis of symmetry for the beam path and is located in the Fourier plane of the cylinder mirror.
  • the angles and further distance dimensions of the further optical elements from one another are in the state as was required above in the prior art discussed last.
  • pairs of perforated screens 72 and 80 are now provided in order to align the cylinder mirror 74 and the grating 78 with one another. The same is done for the symmetry side shown on the right in FIG. 1 for the pinhole 90, cylinder mirror 86 or the pinhole 91 and grating 88.
  • 3 further perforated screens 92, 96 and 94 are provided in a precisely aligned manner with the beam between the deflecting mirrors in order to adjust the deflecting mirrors 76 and 84 in the tilted roof position.
  • any optical unit 215, for example a pinhole or the cylinder mirror, a deflecting mirror or a grille, as described above, can be set and fixed very precisely in position and angle at a certain point in the beam path, while at the same time it can also be removed again easily and reproducibly if, if necessary this should be necessary.
  • An accuracy of about 0.1 millimeters can be maintained.
  • the accuracy in the angular alignment is also in the range of a tenth to a hundredth of a decimal degree when using conventional rotatable bearings and adjustment options, for example through the mirror mounts mentioned above.
  • the holding member 205 is inserted with its lower, cuboid end section (shown in dashed lines) into the associated mounting plate 210, which has a corresponding, precisely formed receptacle for this.
  • This lower end section of the holding member 205 has two precision bores which correspond exactly to corresponding precision bores in the to corresponding precision bores in the mounting plate
  • 210 fit, diameter for example 4 mm.
  • the holding member 205 is inserted into the mounting plate from above, the precise spatial orientation and position of the holding member and thus of the optical unit 215 firmly connected to it is obtained when through the precisely corresponding precision bores in the mounting plate 210 and lower end section of the holding member 205 exactly fitting cylinder pins are used.
  • the cylinder pins then fit into the precision bores of the mounting plate 210 and the holding member 205 and thus result in a highly precise pinning 220 of both elements.
  • the mounting plate 210 is pinned to the variable-location part of the sliding table 230.
  • the sliding table 230 is in turn attached to a working base plate (240) that is common to all optical devices. It allows a precise change in the X, Y and Z directions of a few micrometers in the area over several centimeters. However, this area is not required at all due to the pre-assembly of the pulse shaping device according to the invention, since an exact pre-positioning in the range of approximately 0.5 mm to 0.1 mm is possible by inserting the various holding elements with the respective optical units.
  • the aforementioned mirror holder is preferably rigidly connected to the mounting plate by pinning and rotatably carries the holding member 205 for the optical element.
  • a simple helium-neon laser is activated for the pre-adjustment for cylinder mirrors 74, 86 and deflecting mirrors 76 and 84, which must be carried out separately on each side.
  • its beam is brought into position 110, for the right side later in position 112.
  • the beam direction is checked with the pair of pinhole diaphragms 80, 72 (left) and 91, 90 (right) ,
  • the grids 78, 88 and the are not in the beam path.
  • the helium neon laser and the short pulse laser used later are located on the same axis, the position of which is predetermined mechanically by precise manufacture on the base plate 240 with 1/10 mm accuracy.
  • the pre-positioned position of the cylinder mirror and deflecting mirror is already predetermined to 1/10 mm accuracy by their precision holding members 205 and their precise receptacles in holding plates 210 (see FIG. 2).
  • the cylinder mirror 74 sits on a holding member 205, which is already manufactured in such a way that the one described above
  • Tilt angle can be maintained, which can let the laser beam exit from the paper plane downwards (or alternatively upwards).
  • the deflecting mirror 76 is also seated on a prefabricated holding member 205 which has the above-mentioned tilt angle with the opposite sign. It is inserted into the beam path, whereby the 45-degree angle for the tilted roof
  • Orientation with deflecting mirror 84 is already roughly preset. Furthermore, a fine angle adjustment option is provided by the aforementioned mirror holder.
  • a pinhole 96 is brought into the horizontal and vertical zero position 150.
  • This zero position is located at a distance f from the cylinder mirrors 74 and 86 and defines the Fourier plane of the cylinder mirrors.
  • it is advantageously precisely defined by a common receptacle for the diaphragm holder and the manipulator element 82 to be used later, which is not the case in the prior art.
  • the zero position is defined jointly for both mirror-symmetrical parts of the beam path and enables them to be aligned with one another efficiently.
  • the deflecting mirror 94 is removed from the beam path, and conversely, mirror 76 for adjusting the deflecting mirror 84 is removed.
  • a further pinhole 94 is then brought into the beam path as an extension of the deflected beam, through which the deflected beam must pass if the deflecting mirror is to be correctly pre-adjusted.
  • the angular alignment of the deflecting mirrors is done with a mirror holder with an accuracy of less than 1/100 decimal degrees.
  • the right is pre-adjusted, for which the helium-neon laser is brought to position 112, and the process is repeated mirror-symmetrically, with the deflecting mirror 76 being removed so that the path to the pinhole 92 (left in FIG. 1) is free.
  • the He-Ne laser is divided into three parallel beams by means of a suitably thick, inclined glass plate.
  • the central beam of the beam passes through the aperture diaphragm 91, the cylinder mirror 86, the deflecting mirror 84, the diaphragm 96 and the diaphragm 92.
  • the aperture 91 and 96 are removed and a screen is introduced into the Fourier plane, the screen holder also being able to be precisely positioned by pinning.
  • the beam of rays from the He-Ne laser is focused on the screen by cylinder mirror 86 and the reflections are imaged on a CCD camera.
  • the cylinder mirror 86 is now moved until a sharp image of the reflections is obtained.
  • the position of the cylinder mirror 86 only has to be changed slightly due to the pre-positioning, so that the adjustment described above does not have to be repeated. If a sharp reflex image is obtained, the cylinder mirror is in its exact position.
  • the same procedure is carried out with cylinder mirror 74.
  • the two cylinder mirrors 74, 86 are exactly at a distance 2 f, and the Fourier plane lies in the predetermined zero position.
  • the adjustment can be carried out with an accuracy better than 0.1 mm and does not have to be checked with the ultrashort laser.
  • the parameter space is thereby significantly restricted, which considerably simplifies further adjustment.
  • the pre-adjustment is now complete.
  • the grids can be adjusted separately, using the actual femtosecond laser.
  • the laser is brought to position 70 and its direction is checked with the pair of pinhole diaphragms 72, 80.
  • the grid 78 is in its pre-assembled holder 205, 210 s. Fig. 2) attached in its prepositioning on the sliding table. It is positioned at a distance from the focal length f of the cylinder mirror 76.
  • grating 78 For the angular adjustment of grating 78, grating 88 and deflection mirror 84 are not in the beam path.
  • the pulse now runs over grating 78, cylinder mirror 74 and deflecting mirror 76, but now through a gap 96 'and a pinhole 94, which only pass the center beam in a discriminated manner.
  • the wavelength of the center beam is checked by a spectrometer mounted behind the aperture 94 and used to adjust the angle of the grating 78. Like the deflecting mirror, this can also be rotated with a mirror holder within the paper plane.
  • the grating 78 is correctly preset when the center wavelength of the pulse is measured on the spectrometer.
  • the sliding table 104 is moved and the signal strength of the central frequency component is tracked with the spectrometer.
  • the gap 96 ' has a width of approximately 20 ⁇ m and cuts off a large part of the central frequency component if the grating is not exactly in the focal plane of the cylinder mirror 74.
  • the grating position can be precisely pre-positioned by maximizing the spectrometer signal.
  • the grating 88 is adjusted accordingly as described above, the course pulse laser being positioned in position 71 in the later exit track 105 of the modulated course pulse laser and its direction being controlled by the pair of pinhole apertures 90, 91.
  • Deflecting mirror 76 must be used again are removed so that the path to the aperture 92 and the spectrometer attached behind it is clear.
  • the optical components of the deflecting mirror and the cylinder mirror are pre-adjusted so precisely by using a normal helium-neon laser that they have an accuracy of about 0.1 millimeters.
  • the focal length relationship described above between the positioning of cylinder mirror 74, grating 78 or grating 88 and cylinder mirror 86 is sufficiently fulfilled after the grating has been set.
  • the femtosecond laser system can now be used to adjust the optical components in a second subsequent fine adjustment phase within a few micrometers so that the manipulator unit 82 can be used as optimally as possible for all color components of the laser pulse.
  • the pulse shaper is - in order to make it easy to adjust and thus more flexible to use compact design as a stand-alone device with a clearly defined zero position 150 (see FIG. 1) pre-assembled with high-precision holding elements 205, 210 for optical elements 215 in the beam path and their receptacles in corresponding displacement tables 230, all on a common table Base plate 240 are arranged, as well as with pre-positioning for certain optical elements or optical axes of the beam path already specified in the manufacture of the base plate.
  • Mounting plates 210 for pinning 220 with a sliding table 230, which are of a uniform design, are advantageous, each of which carries holders 205 which are individually manufactured for a respective optical element 215.
  • the type and design of the housing - if present - can also be designed according to the different applications.
  • the detachable connecting elements can also be varied to a great extent, the component tolerances being adapted to the type of connection in order to maintain a pre-positioning accuracy within 1/10 mm.
  • the device according to the invention can also be sold commercially as a kit which contains the essential optical units and the holding elements, as well as the sliding tables and the base plate or a subset of these components embossed according to the invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Pulsformer für ultrakurze Laserpulse. Um einen Pulsformer einfach justierbar und damit flexibler einsetzbar zu machen, ist die gesamte Pulsformvor­richtung in kompakter Bauweise als stand-alone Gerät mit ei­ner eindeutig definierten Nullposition vorkonfektioniert vor­gesehen mit hochpräzise gefertigten Halteelementen (205, 210) für optische Elemente (215) im Strahlengang und deren Aufnah­men in entsprechenden Verschiebetischen (230), die alle auf einer gemeinsamen Grundplatte (240) angeordnet sind, sowie mit bereits bei der Herstellung der Grundplatte vorgegebenen Vorpositionierungen für bestimmte optische Elemente, bzw. op­tische Achsen des Strahlengangs. Vorteilhaft sind besonders einheitlich ausgeführte Montageplatten (210) zur Verstiftung (220) mit einem Verschiebetisch (230), die jeweils individu­ell für ein jeweiliges optisches Element (215) gefertigte Halter (205) tragen.

Description

EINFACH JUSTIERBARER PULSFORMER FÜR ULTRAKURZE LASERPULSE IN KOMPAKTBAUWEISE
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der gezielten Formung von Lichtpulsen und insbesondere von ultrakurzen Laserpulsen im Femtosekundenbereich. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ist für ultrakurze Pulse besonders für hohe Pulsleistungen einsetzbar.
Derartige Kurzpulslaser werden in zunehmendem Maße im Bereich der lasergestützten Mikroskopie, der ultrakleinskaligen Materialbearbeitung und zur MikroStrukturanalyse von Oberflächen eingesetzt.
ültrakurze Laserpulse können bei relativ geringem Energieeintrag in ein Probenmaterial aufgrund ihrer zeitlichen Kürze eine sehr hohe Leistung einbringen, wodurch die Strahlung für viele Anwendungszwecke in Wissenschaft und Industrie nützli- ehe Eigenschaften aufweist. Beispielhaft sei genannt die Mik- rostrukturierung von Oberflächen, oder die spektrale Analyse von Plasmen, die durch die Wirkung des auftreffenden Laserpulses im Material oder an dessen Oberfläche erzeugt werden.
Je kürzer ein Femtosekunden (fs) -Laserpuls ist, desto schwieriger wird es, seine kurze Pulsform zu erhalten, da schon bei geringem Durchgang durch ein optisches Medium, wie z.B. ein Glasfenster, die zeitliche Pulsform deutlich verlängert wird. Die Ursache für eine Pulsformveränderung ist die Dispersion von optischen Elementen. Diese verursacht, dass die verschie- denen Frequenzko ponenten, aus denen ein fs-Laserpuls besteht, unterschiedliche Laufzeiten haben. Allgemein gilt, dass für Laserpulse im optisch sichtbaren Bereich unterhalb 50 fs ein komplexes Dispersionsmanagement notwendig ist, um die Laserpulsform zu erhalten und damit die Pulsenergie in kürzester Zeit - wie dies oft gewünscht ist - in das Material einzubringen. Derartige Probleme sind im Stand der Technik in ausreichender Weise dokumentiert, siehe beispielsweise DE 197 33 193 von Zeiss.
Zur Schaffung einer definierten Pulsform trotz vielerlei technisch bedingter Pulsverbreiterungen werden daher so genannte Pulsformer eingesetzt.
Für die Kompensation von Verzerrungen des Laserpulses durch optische Elemente wie zum Beispiel Linsen oder Lichtleiter werden vor allem im Frequenzbereich phasenmodulierende Pulsformer verwendet. Der Laserpuls wird dabei vor dem Durchlaufen der optischen Elemente spektral derart selektiv zeitlich auseinander gezogen, dass damit die Laufzeitunterschiede der einzelnen Frequenzkomponenten am Ort der Anwendung des Laserpulses gerade aufgehoben werden. In einem Pulsformer wird genauer der Laserpuls räumlich in seine spektralen Bestandteile aufgespaltet und dann mit einem räumlichen Lichtmanipulator in Phase oder Amplitude gezielt verändert und danach wieder zusammengeführt. Mit dem Manipulator (Spatial Light Modulator - abgekürzt als SLM) wird die optische Weglänge der spektralen Bestandteile des Pulses jeweils einzeln gesteuert, bzw. durch Selbstadaptionsmechanismen computerunterstützt gere- gelt. Ein solcher Pulsmanipulator kann beispielsweise aus einer Matrix von helixartig oder parallel angeordneten, nemati- schen Flüssigkeitskristallen (z. B. SLM-S160/h, Firma: Jenoptik) bestehen, an denen sich eingangsseitig und ausgangssei- tig jeweils eine transparente, so genannte ITO-Grundplatte zur Anlegung einer Spannung befindet. Durch eine entsprechende elektronische Beschaltung der einzelnen Punkte der Matrix kann die Amplitude und Phase der entsprechenden spektralen
Komponenten eingestellt werden.
Die Patentschrift DE 199 30 532 C2 offenbart eine derartige Anordnung. Dabei wird der durch ein Gitter als dispersives Element spektral aufgefächerte Laserpuls mit einer Linse pa- rallelisiert und auf den SLM geleitet. Der SLM befindet sich näherungsweise in der Brennebene der Linse, die gleichzeitig die Fourierebene ist. Der manipulierte Laserpuls wird dann mit einer zweiten Linse auf ein zweites Gitter fokussiert und von dort spektral zusammengeführt weitergeleitet, und steht dann am Ort der eigentlichen Anwendung korrigiert, d.h. mit einer definierten Pulsform, (z.B. der kürzesten Pulsform) zur Verfügung.
Eine derartige Anordnung ist nicht ohne Nachteile: zum einen bedingt die chromatische Aberration der verwendeten Linsen eine gewisse Verkippung der Wellenfront des Pulses, wodurch das räumliche Strahlprofil verzerrt wird. Zum anderen bewirkt die sphärische und chromatische Aberration der verwendeten
Linsen, dass nicht jede Frequenzkomponente des Pulses optimal in der Fourierebene abgebildet wird. Damit kann der Puls nicht ausreichend exakt genug moduliert und damit korrigiert werden.
Werden anstelle der Linsen reflektive Elemente verwendet, um die vorgenannten Probleme zu vermeiden, so ergibt sich ein sehr komplexer Aufbau für den Pulsformer, der für die Praxis sehr schwer justierbar ist und aufgrund dessen auch unflexi- bei e,insetzbar ist. Eine solche Anordnung ist in einer Veröffentlichung der Universität Würzburg, Deutschland: „Tobias Brixner: „Adaptive Femtosecond Quantum Control", Julius Maximilian Universität, Würzburg, 2001", bekannt. Ein in den Pulsformer eintretender Puls trifft auf ein erstes Gitter, das bezüglich seiner Gitterebene senkrecht zum einlaufenden
Puls ausgerichtet sein muss, und bezüglich der Strahlrichtung genau gemäß Littrow-Bedingung ausgerichtet sein uss, das heißt der spektrale Mittenstrahl wird durch das Gitter in sich selbst zurückreflektiert. Danach trifft der durch das Gitter aufgespaltete, divergente Puls auf einen zylindrisch geformten Spiegel, etwa einen Silberspiegel. Sowohl das Gitter wie auch der Zylinderspiegel sind bezüglich des einfallenden Strahles in der Z-Richtung leicht gekippt, um das reflektierte Licht nicht wieder zurück ins Gitter gehen zu lassen. Stattdessen trifft das reflektierte Licht als paralleles Strahlenbündel auf einen Planspiegel, der in Z-Richtung unterhalb oder oberhalb des einfallenden Lichtstrahls angeordnet ist. Der Planspiegel ist in XY-Richtung in 45 Grad- Orientierung zum einfallenden Strahl angeordnet und in Z- Richtung um denselben Winkel verkippt, wie der Planspiegel, nur mit umgekehrtem Vorzeichen, um das reflektierte Strahlenbündel parallel zum einfallenden Lichtstrahl um einen bestimmten Differenzbetrag in Z-Richtung auf eine Pulsmodulatoreinheit (SLM) reflektieren zu können. Die Pulsmanipulatoreinheit ist trans issiv ausgebildet und steht in der Fourie- rebene des Zylinderspiegels. Der Puls wird darin manipuliert und trifft auf eine genau spiegelsymmetrische Anordnung, bestehend aus zweitem Planspiegel, zweitem Zylinderspiegel und zweitem Gitter, um schließlich als wieder zusammengeführter, korrigierter Lichtpuls die vorbeschriebene Pulsformeranord- nung zu verlassen.
Um die vorgenannte Anordnung für Pulsbreiten von wenigen zehn Fe tosekunden - etwa 25 fs - justieren zu können, müssen zumindest für die folgenden Eigenschaften erfüllt sein. Bei den derzeit in der Industrie oftmals verwendeten Pulsbreiten von 100 bis 200 Femtosekunden ergeben sich im Vergleich dazu etwas größere Toleranzen:
1. Beide vorhandenen Gitter müssen, um die Littrow-Bedingung zu erfüllen, in zwei Raumrichtungen winkelbezogen präzise eingestellt sein, mit einer Winkelgenauigkeit von mindestens 0,1 Dezimalgrad sowohl in XY-Richtung als auch in XZ-
Richtung.
Die Gitterstrichlinien der beiden Gitter müssen parallel zu- einander angeordnet sein.
2. Gitter und Zylinderspiegel müssen so beabstandet sein, dass das Gitter für die Littrow-Bedingung in der Brennebene des Zylinderspiegels ist.
3. Beide Zylinderspiegel müssen innerhalb der YZ-Ebene in einem sehr geringen, vordefinierten Winkel gekippt positioniert sein, um die vorgenannte Ablenkung des Lichtes in Z-Richtung zu gewährleisten, damit das reflektierte Licht nicht wieder auf das Gitter trifft.
Die beiden Zylinderspiegel müssen exakt in einem Abstand, der zwei mal die Brennweite der Zylinderspiegel entspricht, angeordnet sein.
4. Beide der Umlenkung dienenden Planspiegel müssen genau in „roof"-Stellung positioniert sein, dabei jedoch um den gleichen, negativen Winkel verkippt sein wie der erste und zweite Zylinderspiegel, wobei sie groß genug sein müssen, um das gesamte frequenzzerlegte Strahlenbündel aufzunehmen.
5. Die transmissive Pulsmanipulatoreinheit muss genau in der Fourierebene, d.h. in der rückwärtigen Fokalebene der Zylinderspiegel positioniert sein, so dass die zerlegten spektralen Komponenten des Laserpulses auf die transmissive Pulsma- nipulatoreinheit abgebildet werden.
Wird nun beispielsweise bei der Vorjustage der Abstand zwischen Zylinderspiegel und Gitter um nur 1 Millimeter falsch eingestellt, wobei jedoch alle anderen Einstellungen als per- fekt eingestellt angenommen gelten, so bewirkt der vorgenannte Fehler bei einem einlaufenden Puls einer Länge von 5 Fern- tosekunden einem abgehenden Puls mit einer Länge der Größenordnung von etwa 1000 Femtosekunden.
Erschwerend kommt hinzu, dass die Veränderung eines Einstell- parameters meist gleichzeitig die Veränderung wenigstens eines anderen Einstellparameters bewirkt. Das heißt die Parameter können nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. Dies sind die wesentlichen Gründe, warum eine korrekte Justierung dieser Vielzahl von optischen Elementen einen sehr großen Zeitaufwand erfordert, der zudem nur von Fachleuten aufgewendet werden kann. Dies macht den flexiblen Einsatz von Kurzpulslasern im Femtosekundenbereich unter den vorgenannten, extrem hohen Qualitätsanforderungen an das Strahlprofil, wie sie weiter oben geschildert wurden, sehr teuer, da im we- sentlichen bei jeder Parametervariation - etwa Verwendung eines anderen Lasersystems die gesamte Anordnung neu einjustiert werden muß. Das kann wochenlangen Aufwand bedeuten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Pulsformer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass seine optischen Elemente auf einfachere Weise justierbar sind, um den Pulsformer flexibler einsetzbar zu machen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße Pulsformer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst diese Aufgabe.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung. Auf die Ansprüche soll im Folgenden Bezug genommen werden.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Grundidee, das oben erwähnte Multiparameterproblem für die korrekte Einstellung und Justage der optischen Elemente zu entflechten, indem bestimmte, funktional zusammen wirkende optische Elemente als Teilmenge der Gesamtheit aller optischen Elemente separat jeweils zueinander ausgerichtet werden, wobei als Hilfsmittel für diese Ausrichtung Lochblenden oder andere geeignete optische Elemente herangezogen werden, die mit hoher Präzision in den Strahlengang eingesetzt werden können und aus diesem nach einer erfolgten GrobJustierung der optischen Elemente wieder entfernbar sind, ohne dabei den bereits eingestellten Strah- lengang der Vorrichtung beispielsweise durch einen wiederholten Einsetzvorgang der Lochblende wieder zu verfälschen. Es wird also erfindungsgemäß eine in zwei Phasen' ablaufenden Justage- vorgeschlagen, nämlich eine Vorjustage der gesamten Vorrichtung mittels eines kontinuierlichen Laserstrahls, der preisgünstig realisierbar ist, wobei die Vorjustage mit einer Genauigkeit im Bereich von 0,5 Millimeter bis etwa 0,1 Millimeter vorgenommen werden kann. Erst nach erfolgter Vorjustage wird dann der eigentliche, für die Anwendung verwendete Kurzpulslaser eingesetzt. Die nachfolgende Feinjustage zur end- gültigen Ausrichtung und Feineinstellung der optischen Komponenten kann dann mit dem (teuren) Kurzpulslaser selbst erfolgen. Sie erfordert dann nach erfolgreicher, erfindungsgemäßer Vorphase weit weniger Zeit, als wenn auf die Vorjustage verzichtet würde.
Gemäß dem Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung wird also der im zuletzt genannten Stand der Technik bekannte Gegenstand derart weitergebildet, dass a) wenigstens eine Teilmenge der vorgenannten optisch wirksa- men Einheiten auf jeweiligen Halteelementen auf der Vorrichtung mittels einer paßgenau geführten, mechanischen Verbindung reproduzierbar befestigbar und wieder davon entfernbar eingerichtet sind, und b) eine Nullposition des Strahlengangs bezüglich einer ge- meinsamen, alle optisch wirksamen Einheiten tragenden Grundplatte definiert ist. Obiges Merkmal a) ermöglicht ein mehrmals nacheinander durchführbares Anbringen (und Wiederentfernen) von optischen Einheiten mit einer reproduzierbaren Genauigkeit von ca. 1/10 mm allein aufgrund der konstruktiven Eigenschaften der Halteele- mente, das notwendig ist, um die GrobJustierung der verschiedenen optischen Einheiten erfindungsgemäß durchführen effizient zu können.
Obiges Merkmal b) ermöglicht, dass die rechte und linke Seite der spiegelsymmetrischen Anordnung effizient zueinander ausgerichtet werden können.
Dabei ist wenigstens eine Teilmenge der Halteelemente zueinander - beispielsweise auf präzisen Verschiebetischen befes- tigt - die mit einer Genauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern über einen Bereich von mehreren Zentimetern hinweg verschiebbar gelagert sind, um eine nachfolgende FeinJustierung vornehmen zu können.
In weiter vorteilhafter Weise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass:
c) für beide Symmetrieseiten jeweils eine Strahlpositionierungseinrichtung für den einfallenden bzw. abgehenden Strahl durch eine passgenau geführte, mechanische Verbindung, bevorzugt eine Verstiftungsverbindung auf der Vorrichtung positionierbar und entfernbar vorgesehen ist, um die beiden symmetrischen Teile des Strahlengangs unabhängig von einander in sich grob, das heißt, etwa mit einer Genauigkeit von 0,5 mm bis hin zu 0,1 mm justierbar zu machen,
d) wenigstens eine weitere Strahlpositionierungseinrichtung auf der Vorrichtung durch eine passgenau geführte, mechanische Verbindung, bevorzugt eine Verstiftungsverbindung posi- tionierbar und entfernbar vorgesehen ist, um die beiden symmetrischen Teile des Strahlengangs miteinander grob (dieselbe Genauigkeit) justierbar zu machen. Genauigkeit) justierbar zu machen.
Dabei soll unter einer Strahlpositionierungseinrichtung ein optisches Element verstanden werden, das geeignet ist, einen Laserstrahl mit ausreichend geringem Querschnitt hindurchtreten zu lassen, um als Markierung für die Richtung des korrekt orientierten Strahlengangs beziehungsweise Teilen davon zu dienen.
Besonders geeignet sind dafür Paare von hintereinander angeordneten Lochblenden. Darunter sind 2 Lochblenden zu verstehen, die dazu dienen, dass ein Lichtstrahl durch beide Blenden hindurchtreten kann, wobei Ort und Richtungsorientierung der Blende mit der oben erwähnten Genauigkeit eingestellt werden kann, so dass ein gewöhnlicher Laserstrahl, beispielsweise ein kontinuierlicher (nicht gepulster) Helium-Neon- Laserstrahl, dazu verwendet werden kann, bestimmte Teile der Pulsformvorrichtung aufeinander auszurichten. Beispielsweise könnte damit eine Lochblende dem ersten dispersiven Element zugeordnet sein und eine zweite Lochblende kann einem Zylinderspiegel zugeordnet sein.
Dies setzt voraus, dass eine jeweilige Lochblende mit dem ihr zugeordneten optischen Element bereits in der richtigen Ori- entierung und Lage steht. Dies ist jedoch einfach zu bewerkstelligen, da ein durch die Lochblende hindurchtretender Justierlaserstrahl einen Farbfleck auf dem jeweiligen optischen Element hinterlässt.
Unter „Teilmenge" der vorgenannten, optisch wirksamen Einheiten soll verstanden werden, dass nicht alle optisch wirksamen Elemente reproduzierbar befestigt und entfernbar innerhalb der Vorrichtung vorgesehen sein müssen, sondern nur wenn es für die Zwecke der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Diese erfinderischen Merkmale ermöglichen nun eine systematische Strategie, mit der die gesamte komplexe Anordnung effizient justiert werden kann, da einzelne Teilbereiche der Anordnung unabhängig voneinander eingestellt werden, und zum Schluss beide eingestellten Bereiche als Ganzes zueinander ausgerichtet werden. Dies stellt einen erheblichen Vorteil zum zuletzt genannten Stand der Technik dar.
In vorteilhafter Weise enthält die Pulsformvorrichtung weiter einen gemeinsamen Trägerrahmen oder eine Trägerplatte als
Grundplatte, die das Bezugssystem für sämtliche Verschiebetische darstellt, mit Hilfe derer optische Elemente justiert werden können. Dies ermöglicht eine kompakte und robuste Bauweise der gesamten Anordnung.
In weiter vorteilhafter Weise sind die optischen Elemente erfindungsgemäß starr auf erfindungsgemäß vorgesehenen Halteelementen sitzend ausgebildet, wobei die Halteelemente durch eine passgenau geführte mechanische Verbindung - vorzugsweise einer Verstiftung - mit einem Verschiebetisch in den Strahlengang eingebracht und entfernt werden können, wobei ein solcher Einsetzvorgang auch mehrfach hintereinander reproduzierbar gestaltet werden kann, und dabei die Geometrie des Strahlengangs nicht im Rahmen der geforderten Messgenauigkeit von etwa 0,1 Millimetern geändert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher in gewisser Weise vorkonfektioniert und mit modulartig verwendbaren Halteelementen versehen, die passgenau in ihre vorgesehene Position gebracht werden können, in der sie vorzugsweise durch eine hochpräzise Verstif- tung im Presssitz, beispielsweise mit 4 mm Stiftdurchmesser, fixiert werden.
In weiter vorteilhafter Weise enthält ein Halteelement ein so genanntes Halteglied, das das optische Element starr trägt und beispielsweise in Form einer Stange runden oder nichtrunden Querschnitts ausgebildet sein kann, eine konventionel- le Spiegelhalterung, die das Halteglied aufnimmt, und eine
Montageplatte. Die Spiegelhalterung ist starr mit der Montageplatte verbunden, die der starren Montage an einem jeweils vorgesehenen Verschiebetisch dient. Eine winkelbezogene Grobpositionierung ist dabei durch die Montageplatten gegeben. Eine winkelbezogene Feinjustage der Gitter, Zylinderspiegel und Umlenkspiegel erfolgt über die vorgenannte „Spiegelhalterung" .
Spiegelhalterung und Montageplatte, sowie Montageplatte und Verschiebe.tisch sind zumindest zum Teil - insbesondere bei den optischen Elementen, die bei der Justierung selbst aus dem Strahlengang mehrfach eingesetzt und wieder herausgenommen werden müssen - durch lösbare Verbindungselemente räum- lieh präzise verbindbar ausgeführt. Eine passgenaue Verstif- tung, Passschrauben, passgenaue Nut/Feder-, oder Welle/Nabe- Verbindungen sind dafür allgemein geeignet. Daneben steht es im Ermessen des Fachmanns, auch spezielle Verbindungsarten, wie etwa Schwalbenschwanzverbindungen, oder andere zu wählen, wenn dies aus Sicht der Anwendung sinnvoll erscheint. Eine passgenaue Verstiftung ermöglicht eine besonders schnell ausführbare und lösbare Verbindung der betroffenen Einzelteile, die gleichzeitig sehr präzise reproduzierbar ist. Auf diese Weise können darüber hinaus auch verschiedene optische Ele- mente des gleichen Typs aber in unterschiedlicher Ausführung aus dem Strahlengang hinein oder herausgenommen werden, um gewisse Parameter der Pulsformvorrichtung zu variieren, wie es weiter unten noch erwähnt wird.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Pulsformer in vereinfachter Darstellungsweise;
Fig. 2 eine schematische Detaildarstellung eines erfindungsgemäßen Halteelements für eine optische Einheit mit ihrer erfindungsgemäßen Verstiftung zum Verschiebetisch beziehungsweise zur Grundplatte der Pulsformervorrichtung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
Mit Bezug zu Fig. 1 und 2 wird im Folgenden ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Pulsformvorrichtung beschrieben, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung anstelle eines im Stand der Technik bekannten Pulsformers in vorteilhafter Weise verwendet werden kann.
Dabei sei für ein besseres Verständnis der Figur 1 angemerkt, dass sämtliche weiter unten erwähnten Lochblenden, bis auf Lochblende 72 und 90, während des eigentlichen Betriebs des Pulsformers keine Rolle spielen, sondern lediglich der Grobjustierung und Feinjustierung, das heißt der Abstandseinstellung und Winkelausrichtung der einzelnen optischen Elemente dienen.
Auf einer Grundplatte 240 sind eine Mehrzahl von Verschiebetischen 102, 104, 106, 108 angeordnet, die die verwendeten optischen Elemente tragen. Wenn die Pulsformervorrichtung fertig für den eigentlichen Betrieb einjustiert ist, was wei- ter unten beschrieben werden wird, so ist mit der Anordnung der folgende Strahlengang realisiert: In die Laserpulsformvorrichtung, die erfindungsgemäß als kompaktes Bauteil vorgesehen ist, tritt der einfallende Laserpuls 70 ein, siehe links oben in Fig. 1. Der Puls trifft auf ein Gitter 78, das gemäß der Littrow-Bedingung orientiert ist. Das Gitter 78 spaltet den Puls in seine einzelnen spektralen Bestandteile auf. Dabei wird also die Mittenwellenlänge in sich selbst zurückreflektiert. Der aufgespaltete Laserpuls trifft auf einen Zylinderspiegel 74, der als reflektives Ele- ment beispielsweise als Silberspiegel ausgebildet die einzelnen spektralen Komponenten des Laserpulses aus dem divergenten Zustand parallelisiert . Unter der Annahme, dass der eintretende Laserpuls in der Papierebene liegt, werden die vom Gitter 78 rückgestreuten spektralen Komponenten des Laserpul- ses, aufgrund des leicht verkippten Gitters, aus der Papierebene heraus auf den Zylinderspiegel abgebildet. Der Zylinderspiegel 74 ist ebenfalls leicht verkippt, so dass das Strahlenbündel nicht wieder auf das Gitter 78 treffen kann. Es handelt sich dabei um einen geringen Winkel im Bereich von 1,3 Dezimalgrad, wobei der Winkel auf die Baugröße der optischen Elemente angepasst ist und nicht zu groß gewählt wird, um den dadurch eingeführten Astigmatismusfehler möglichst gering zu halten.
Das reflektierte, parallelisierte Strahlenbündel trifft auf einen Planspiegel 76, der ebenfalls als Silberspiegel ausgebildet sein kann und als Umlenkspiegel dient. In der Papierebene ist der Umlenkspiegel 76 im 45-Grad-Winkel angeordnet, um perfekte Symmetrieverhältnisse zu schaffen. Bezüglich der Z-Ebene weist er einen Verkippungswinkel auf der gewährleistet, dass das umgelenkte, parallele Strahlenbündel parallel zur Papierebene (in der Figur nach rechts) weiterlaufen kann.
Der umgelenkte Strahlenbündel trifft dann auf eine erfin- dungsgemäß vorgesehene Pulsmanipulatoreinheit 82, die als solche im Stand der Technik bekannt ist, und in Form eines transmissiven LCD-Displays ausgeführt sein kann, wie es eingangs erläutert wurde. Die Pulsmanipulatoreinheit 82 kann ü- ber entsprechende Treiber gesteuert computerunterstützt die einzelnen Farbkomponenten gezielt in Amplitude und Phase ver- ändern, um eine gewünschte Pulsform zu erreichen. Dies ist im Stand der Technik bekannt und nicht spezieller Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Nach Durchtreten der Pulsmanipulatoreinheit 82 trifft der pa- rallele Puls auf einen weiteren Umlenkspiegel 84, der symmetrisch zum Umlenkspiegel 76 angeordnet ist und den Puls in paralleler Form auf einen weiteren Zylinderspiegel 86 reflektiert, der als Konzentrator-Einrichtung zur Bündelung des manipulierten Pulses aus parallelen Strahlen auf eine zweite dispersive Einheit, nämlich das Gitter 88 dient. Die räumliche Orientierung des Umlenkspiegels 84 und des Zylinderspiegels 86 sind exakt so wie die der Elemente 76 beziehungsweise 74, damit der Puls nach Reflektion am Zylinderspiegel wieder in der Papierebene läuft. Das Gitter 88, das ebenfalls gemäß der Littrow-Bedingung orientiert ist, führt das konzentrierte und farbzerlegte Bündel wieder in einen einheitlichen Puls, der innerhalb der Papierebene verlaufend die erfindungsgemäße Pulsformvorrichtung nach oben (in der Zeichnung) als austretender phasen- und amplitudenmodulierten Laserpuls 105 ver- lässt.
Die Gitter sind von den Zylinderspiegeln genau im Abstand ihrer Brennweite f beabstandet. Die Zylinderspiegel sind genau im Abstand 2 f beabstandet. Die Manipulatoreinheit 82 bildet die Symmetrieachse für den Strahlengang und befindet sich in der Fourierebene der Zylinderspiegel. Die Winkel und weiteren Abstandsmaße der weiteren optischen Elemente zueinander befinden sich in dem Zustand, wie er im zuletzt diskutierten Stand der Technik weiter oben gefordert wurde. Einem besonders vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung folgend sind nun Paare von Lochblenden 72 und 80 vorgesehen, um den Zylinderspiegel 74 und das Gitter 78 aufeinander auszurichten. Gleiches wird für die in der Fig. 1 rechts abgebildete Symmetrieseite vorgenommen für die Lochblende 90, Zylinderspiegel 86 beziehungsweise die Lochblende 91 und Gitter 88.
Des Weiteren sind 3 weitere Lochblenden 92, 96 und 94 genau ausgerichtet mit dem Strahl zwischen den Umlenkspiegeln vorgesehen, um die Umlenkspiegel 76 beziehungsweise 84 in verkippter Roof-Stellung zu justieren.
Fig. 2 ist nur schematisch und als Beispiel neben vielen an- deren Möglichkeiten der Konstruktion zu verstehen und illustriert einen besonderen, vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich die Art und Weise, wie eine beliebige optische Einheit 215, etwa eine Lochblende oder der Zylinderspiegel, ein Umlenkspiegel oder ein Gitter, so wie sie oben beschrieben wurden, sehr präzise in Orts- und Winkelausrichtung an eine bestimmte Stelle im Strahlengang gesetzt und fixiert werden kann, wobei sie gleichzeitig auch auf einfache Weise wieder entfernbar und genau reproduzierbar nochmals eingesetzt werden kann, falls dies erforderlich sein sollte. Dabei kann eine Genauigkeit von etwa 0,1 Millimetern eingehalten werden. Die Genauigkeit in der Winkelausrichtung liegt ebenfalls im Bereich eines zehntel bis ein hundertstel Dezimalgrads bei Verwendung konventioneller drehbarer Lagerung und Verstellmöglichkeit, etwa durch die weiter oben ge- nannten Spiegelhalterungen.
Das Halteglied 205 steckt mit seinem unteren, quaderförmigen Endabschnitt (gestrichelt dargestellt) in der zugehörigen Montageplatte 210, die dafür eine entsprechende passgenau ge- bildete Aufnahme besitzt. Dieser untere Endabschnitt des Haltegliedes 205 weist zwei Präzisionsbohrungen auf, die genau zu entsprechenden Präzisionsbohrungen in der zu entsprechenden Präzisionsbohrungen in der Montageplatte
210 passen, Durchmesser beispielsweise 4 mm.
Wird das Halteglied 205 in die Montageplatte von oben einge- setzt, so ergibt sich die genaue räumliche Orientierung und Lage des Haltegliedes und damit der mit diesem fest verbundenen optischen Einheit 215, wenn durch die genau entsprechenden Präzisionsbohrungen in Montageplatte 210 und unterem Endabschnitt des Haltegliedes 205 genau passende Zylinderstifte eingesetzt werden. Die Zylinderstifte sitzen dann in Presspassung in den Präzisionsbohrungen von Montageplatte 210 und Halteglied 205 und ergeben somit eine hoch präzise Verstiftung 220 beider Elemente.
In ähnlicher Weise ist die Montageplatte 210 mit dem ortsvariablen Teil des Verschiebetisches 230 verstiftet. Der Verschiebetisch 230 ist seinerseits an einer für sämtliche optischen Einrichtungen gemeinsamen funktionierenden Grundplatte (240) befestigt. Er erlaubt mit seiner eine präzise Verände- rung in X-, Y- und Z-Richtung von wenigen Mikrometern im Bereich über mehrere Zentimeter. Dieser Bereich wird allerdings aufgrund der Vorkonfektionierung der erfindungsgemäßen Pulsformvorrichtung gar nicht benötigt, da durch Einstecken der verschiedenen Halteelemente mit den jeweiligen optischen Ein- heiten eine genaue Vorpositionierung im Bereich von etwa 0,5 mm bis 0,1 mm möglich ist.
Wenn eine winkelbezogene Verstellung (nicht gezeigt in Fig. 2) möglich sein soll, dann ist vorzugsweise die vorgenannte Spiegelhalterung starr mit der Montageplatte durch Verstiftung verbunden und trägt drehbar das Halteglied 205 für das optische Element.
Im Folgenden wird eine vorteilhafte erfindungsgemäße Vorjus- tierung der optischen Anordnung innerhalb der kompakten Pulsformvorrichtung beschrieben. Erfindungsgemäß können sämtliche optischen Einheiten, die weiter oben beschrieben wurden, aufgrund der in Figur 2 exemplarisch gezeigten, sehr präzisen Verstiftungsweise auf der Grundplatte beziehungsweise dem entsprechenden Verschiebetisch vorpositioniert werden. Erfindungsgemäß wird dann eine grobe VorJustierung für jede optische Einheit im Bereich der durch die Vorpositionierung. vorgegebenen Positionen herum durchgeführt, wobei einzelne optische Einheiten bei Bedarf auch wieder aus dem Strahlengang herausgenommen werden können, um die grobe VorJustierung einer bestimmten anderen optischen Einheit zu ermöglichen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verstiftung, wie sie in Fig. 2 exemplarisch gezeigt ist, kann dann nach erfolgter VorJustierung eines bestimmten opti- sehen Elements ein anderes optisches Element wieder in den Strahlengang hineingesetzt werden, wobei seine bereits vorjustierte Position und Ausrichtung nicht „verloren" geht.
Im Einzelnen wird für die seitenweise separat vorzunehmende Vorjustierung für Zylinderspiegel 74, 86 und Umlenkspiegel 76 und 84 ein einfacher Helium-Neon-Laser aktiviert. Zur VorJustierung der in Fig. 1 links dargestellten Seite wird sein Strahl in die Position 110 gebracht, für die rechte Seite später in die Position 112. Die Strahlrichtung wird mit dem Lochblendenpaar 80, 72 (links) bzw. 91, 90 (rechts) kontrolliert. Die Gitter 78, 88 und der befinden sich nicht im Strahlengang. Der Helium-Neonlaser und der später eingesetzte Kurzpulslaser befinden sich auf derselben Achse, deren Lage mechanisch durch präzise Fertigung auf der Grundplatte 240 mit 1/10 mm Genauigkeit vorgegeben ist. Die vorpositionierte Lage von Zylinderspiegel und Umlenkspiegel ist durch deren Präzisionshaltegliedern 205 und deren präzisen Aufnahmen in Halteplatten 210 (s. Fig. 2) bereits auf 1/10 mm Genauigkeit vorgegeben. Der Zylinderspiegel 74 sitzt auf einem Halteglied 205, das bereits so gefertigt ist, dass der weiter oben beschriebene
Kippwinkel eingehalten werden kann, der den Laserstrahl aus der Papierebene nach unten (oder alternativ nach oben) aus- treten lassen kann.
Auch der Umlenkspiegel 76 sitzt auf einem vorgefertigten Halteglied 205, der den oben genannten Kippwinkel mit umgekehrtem Vorzeichen aufweist. Er wird in den Strahlengang einge- setzt, wobei auch der 45-Grad-Winkel für die gekippte Roof-
Orientierung mit Umlenkspiegel 84 bereits grob voreingestellt ist. Weiter ist eine feine Winkelverstellmöglichkeit durch die vorgenannte Spiegelhalterung vorgesehen.
Es wird ,eine Lochblende 96 in die horizontale und vertikale Nullposition 150 gebracht. Diese Nulllage befindet sich im Abstand f von den Zylinderspiegeln 74 und 86 und definiert die Fourierebene der Zylinderspiegel. Sie ist in Relation zur gemeinsamen Basisplatte 240 in vorteilhafter Weise durch eine gemeinsame Aufnahme für den Blendenhalter und das später einzusetzenden Manipulatorelement 82 präzise festgelegt, was im Stand der Technik nicht der Fall ist. Die Nullposition ist gemeinsam definiert für beide spiegelsymmetrischen Teile des Strahlengangs und ermöglicht, dass sie zueinander effizient ausgerichtet werden können.
Zur Einstellung des Umlenkspiegels 76 wird der Umlenkspiegel 94 aus dem Strahlengang entfernt, und umgekehrt wird Spiegel 76 zur Einstellung von Umlenkspiegel 84 entfernt. Es wird dann eine weitere Lochblende 94 in den Strahlengang in Verlängerung des umgelenkten Strahls gebracht, durch die der umgelenkte Strahl durchtreten muß, wenn der Umlenkspiegel richtig vorjustiert sein soll. Die Winkelausrichtung der Umlenkspiegel geschieht mit einer Spiegelhalterung mit einer Genau- igkeit von kleiner 1/100 Dezimalgrad. Nachdem der linke Bereich vorjustiert ist, wird der rechte vorjustiert, wofür der Helium-Neon Laser an die Position 112 gebracht wird, und das Verfahren spiegelsymmetrisch wiederholt wird, wobei der Umlenkspiegel 76 entfernt wird, damit der Weg zur Lochblende 92 (links in Fig. 1) frei ist.
Durch eine geeignet dicke, schräg gestellte Glasplatte wird der He-Ne-Laser in drei parallele Strahlenbündel aufgeteilt. Der mittige Strahl des Strahlenbündels passiert die Lochblen- de 91, den Zylinderspiegel 86, den Umlenkspiegel 84, die Blende 96 und die Blende 92.
Nun werden die Blende 91 und 96 herausgenommen und ein Schirm in die Fourierebene eingebracht, wobei die Schirmhalterung ebenfalls durch Verstiftung präzise positioniert werden kann. Das Strahlenbündel des He-Ne-Lasers wird auf den Schirm durch den Zylinderspiegel 86 fokussiert und die Reflexe auf eine CCD-Kamera abgebildet .
Der Zylinderspiegel 86 wird nun solange verfahren, bis sich ein scharfes Bild der Reflexe ergibt. Hierbei muß die Position des Zylinderspiegels 86 aufgrund der Vorpositionierung nur geringfügig geändert werden, so dass die oben beschriebene Einjustierung nicht wiederholt werden muß. Ist ein scharfes Reflexbild erzielt, so befindet sich der Zylinderspiegel in seiner exakten Position.
Dasselbe Verfahren ist mit Zylinderspiegel 74 durchzuführen. Dann befinden sich beide ZylinderSpiegel 74, 86 genau im Abstand 2 f, und die Fourierebene liegt in der vorgegebenen Nullage. Die Justierung kann mit einer Genauigkeit besser als 0,1 mm durchgeführt werden und muß mit dem ultrakurzen Laser nicht überprüft werden. Der Parameterraum ist dadurch wesentlich eingeschränkt, was die weitere Justierung wesentlich vereinfacht. Damit ist die VorJustierung abgeschlossen. Nun können die Gitter separat voneinander justiert werden, wobei der eigentliche Femtosekundenlaser zum Einsatz kommt. Der Laser wird an Position 70 gebracht und seine Richtung mit dem Lochblendenpaar 72, 80 kontrolliert. Das Gitter 78 wird in seiner vorkonfektionierten Halterung 205, 210 s. Fig. 2) in seiner Vorpositionierung am Verschiebtisch angebracht. Es wird im Abstand der Brennweite f des Zylinderspiegels 76 positioniert.
Zur Winkeljustierung von Gitter 78 befinden sich Gitter 88 und Umlenkspiegel 84 sich nicht im Strahlengang. Der Puls läuft nun über Gitter 78, ZylinderSpiegel 74 und Umlenkspiegel 76, aber nun durch einen Spalt 96' und eine Lochblende 94, die nur den Mittenstrahl diskriminiert durchlassen. Die Wellenlänge des Mittenstrahls wird durch ein hinter der Lochblende 94 angebrachtes Spektrometer kontrolliert und zur Winkeleinstellung des Gitters 78 verwendet. Dieses ist ebenfalls wie die Umlenkspiegel mit einer Spiegelhalterung innerhalb der Papierebene drehbar. Das Gitter 78 ist richtig voreinge- stellt, wenn am Spektrometer die Mittenwellenlänge des Pulses gemessen wird.
Für die Feinpositionierung des Gitters wird der Schiebetisch 104 verfahren und mit dem Spektrometer die Signalstärke der zentralen Frequenzkomponente verfolgt. Der Spalt 96' hat eine Breite von etwa 20 μm und schneidet einen Großteil der zentralen Frequenzkomponente ab, wenn sich 'das Gitter nicht exakt in der Brennebene des Zylinderspiegels 74 befindet. Durch die Maximierung des Spektrometersignals läßt sich die Gitter- Position präzise vorpositionieren.
Dann erfolgt die Justierung des Gitters 88 entsprechend wie oben geschildert, wobei der Kurpulslaser in Position 71 in der späteren Austrittsspur 105 des modulierten Kurpulslasers positioniert und seine Richtung durch das Lochblendenpaar 90, 91 kontrolliert wird. Es muss der Umlenkspiegel 76 wieder entfernt werden, damit der Weg auf die Blende 92 und das dahinter angebrachte Spektrometer frei ist.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich wird, ist es unerlässlich, die Umlenkspiegel aus dem Strahlengang heraus und in diesen wieder an derselben Stelle mit reproduzierbarer Genauigkeit hineinbringen können.
Am Schluss' werden alle Lochblenden bis auf die Lochblenden 70 und 90, die optional für eine täglich wiederholbare Justage benötigt werden, entfernt und die Manipulatoreinheit 82 zentriert in die Nullposition der entfernten Lochblende 96 gebracht, wofür ebenfalls ein vorkonfektioniertes Halteelement dient. Nun ist die Anordnung bereit für eine nachgeschaltete Phase der Feinjustierung im Mikrometerbereich, in der die Präzisionssteuerung der Verschiebtische zum Einsatz kommt. Dies gehört jedoch nicht zum eigentlichen Kern der Erfindung.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung der Vorjustierungs- phase ersichtlich, sind die optischen Komponenten Umlenkspiegel und Zylinderspiegel allein aufgrund des Einsatzes eines normalen Helium-Neon-Lasers so genau vorjustiert, dass sie einer Genauigkeit von etwa 0,1 Millimetern genügen. Die weiter oben beschriebene Brennweiten-Beziehung zwischen der Po- sitionierung von Zylinderspiegel 74, Gitter 78 beziehungsweise Gitter 88 und Zylinderspiegel 86 ist nach Einstellung der Gitter hinreichend erfüllt. Nun kann das Femtosekunden- Lasersystem eingesetzt werden, um die optischen Komponenten in einer zweiten nachfolgenden feinen NachJustierungsphase innerhalb von wenigen Mikrometern so einzustellen, dass die Manipulatoreinheit 82 möglichst optimal für alle Farbkomponenten des Laserpulses eingesetzt werden kann.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung dem einschlägigen Fachmann klar werden sollte, ist der Pulsformer - um ihn einfach justierbar und damit flexibler einsetzbar zu machen, in kompakter Bauweise als stand-alone Gerät mit einer eindeutig definierten Nullposition 150 (s . Fig. 1) vorkonfektioniert vorgesehen mit hochpräzise gefertigten Halteelementen 205, 210 für optische Elemente 215 im Strahlengang und deren Auf- nahmen in entsprechenden Verschiebetischen 230, die alle auf einer gemeinsamen Grundplatte 240 angeordnet sind, sowie mit bereits bei der Herstellung der Grundplatte vorgegebenen Vorpositionierungen für bestimmte optische Elemente, bzw. optische Achsen des Strahlengangs. Vorteilhaft sind besonders einheitlich ausgeführte Montageplatten 210 zur Verstiftung 220 mit einem Verschiebetisch 230, die jeweils individuell für ein jeweiliges optisches Element 215 gefertigte Halter 205 tragen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Dies gilt besonders für die Art und Form der mechanischen
Fertigung der Halteglieder, Halteplatten und deren Aufnahmen. Auch die Art und Bauform des Gehäuses - falls vorhanden - kann den unterschiedlichen Anwendungen entsprechend ausgestaltet sein. Auch die lösbaren Verbindungselemente können in weite Maße variiert werden, wobei die • Bauteiltoleranzen der Verbindungsart angepasst sein sollte, um eine Vorpositionierungsgenauigkeit innerhalb von günstigerweise 1/10 mm einzuhalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch als Bausatz kommerziell vertrieben werden, der die wesentlichen op- tischen Einheiten und die Halteelemente, sowie die Verschiebetische und die Grundplatte oder eine erfindungsgemäß geprägte Teilmenge diese Bauteile enthält.
Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im wesent- liehen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge miteinander kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.

Claims

EINFACH JUSTIERBARER PULSFORMER FÜR ULTRAKURZE LASERPULSE IN KOMPAKTBAUWEISEPATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Formen von ultra-kurzen Laserpulsen, enthaltend eine erste dispersive Einheit (78), die dazu eingerichtet ist, einen Laserpuls dispersiv in spektrale Komponenten ver- schiedener Frequenzen aufzuspalten, eine zweite dispersive Einheit (88) , die dazu eingerichtet ist, den nach Frequenzen zerlegten Laserpuls wieder zusammenzuführen, eine Parallelisiereinheit (74) für die divergenten Strahlen des dispersiv aufgespalteten Pulses, ein Paar (76, 84) von reflektiven Einheiten im parallelen
Strahlengang vor bzw. hinter der einer Pulsmanipulatoreinheit (82) vorgesehen ist, wobei die Pulsmanipulatoreinheit (82) dazu eingerichtet ist, Amplitude und/oder Phase der Pulskomponenten computerunter- stützt zu steuern, um eine bestimmte Pulsform an einem vorgegebenen Ort einzustellen, sowie eine Konzentratoreinheit (86) zur Bündelung des manipulierten Pulses aus parallelen Strahlen auf die zweite dispersive Einheit (88), wobei die Vorrichtung für einen im wesentlichen symmetrisch zur Pulsmanipulatoreinheit (82) angelegten Strahlengang eingerichtet ist, gekennzeichnet dadurch, dass a) wenigstens eine Teilmenge der vorgenannten optisch wirksamen Einheiten auf jeweiligen Halteelementen (205, 210) auf der Vorrichtung mittels einer paßgenau geführten, lösbaren Verbindung reproduzierbar befestigbar und wieder davon entfernbar eingerichtet sind, und b) wobei eine Nullposition (150) des Strahlengangs bezüglich einer allen Einheiten gemeinsam zugeordneten Grundplatte (240) definiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei für beide Symmetrieseiten jeweils eine Strahlpositionierungseinrichtung für den einfallenden bzw. abgehenden Strahl durch eine passgenau geführte, lösbare Verbindung auf der Vorrich- tung positionierbar und entfernbar vorgesehen ist, um die beiden symmetrischen Teile des Strahlengangs unabhängig von einander in sich grob justierbar zu machen, und wenigstens eine weitere Strahlpositionierungseinrichtung auf der Vorrichtung durch eine paßgenau geführte, lösbare Ver- bindung positionierbar und entfernbar vorgesehen ist, um die beiden symmetrischen Teile des Strahlengangs miteinander grob justierbar zu machen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die lösbare Verbindung eine Verstiftungsverbindung ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Strahlpositionierungseinrichtung eine Blende oder ein Paar von ausreichend weit beabstandeten Blenden, bevorzugt Lochblenden (72, 80; 90, 91; 92, 96; 96, 94) enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die dispersive Einheit (78) auf einem Verschiebetisch (104) montiert ist, und der Konzentrator (74) auf einem Verschiebetisch (102) montiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die zweite dispersive Einheit (88) auf einem Verschiebetisch (108) montiert ist, und der zweite Konzentrator (86) auf einem Verschiebe- tisch (106) montiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Halteelement ein Halteglied (205) und eine Montageplatte (210) zur starren Montage an einem Verschiebetisch (102, 104, 106, 108) ent- hält, und das Halteglied (205) und die Montageplatte (210), sowie die Montageplatte und ein ihr zugeordneter Verschiebe- tisch (102, 104, 106, 108) durch eine passgenaue Verstiftung miteinander verbindbar ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Halteelement darüber hinaus eine drehbare Lagerung zur winkelbezogenen
Einstellung eines optischen Elementes enthält.
9. Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei für jedes optische Element unterschiedlicher Spezifikation ein individuell gestaltetes Halteglied (205) vorgesehen ist, wobei jeweils einheitliche Aufnahmen für die Verstiftung mit der zugehörigen Montageplatte (210) vorgesehen ist.
10. Bausatz für eine Vorrichtung nach einem der vorste- henden Ansprüche, enthaltend die Bauteile zu ihrer Herstellung.
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