(57)【要約】【課題】周波数を倍加させた固体レーザを備える光電子アセンブリにおいて、技術的に簡単に実施できるものを提案する。【解決手段】光電子アセンブリが、調節された状態で光電子アセンブリ内に固定された、周波数を倍加させたモジュール式の固体レーザ２を備えている。固体レーザは、制御手段４によって制御可能な熱源５に熱伝導可能に接続された光共振器３を備えている。固体レーザ２の作動温度Ｔが、制御手段４により４０℃から５５℃までの間で調節されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電子アセンブリであって、調節された状態で前記光電子アセンブリ内に固定された、周波数を倍加させたモジュール式の固体レーザ（２）を有し、該固体レーザが、制御手段（４）によって制御可能な熱源（５）に熱伝導可能に接続された光共振器（３）を備えている光電子アセンブリにおいて、
前記固体レーザ（２）の作動温度（Ｔ）が、制御手段（４）により４０℃から５５℃までの間で調節されていることを特徴とする光電子アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の光電子アセンブリにおいて、
前記熱源（５）が、加熱シートである光電子アセンブリ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電子アセンブリにおいて、
前記固体レーザ（２）が、０．１から１．０Ｗ／（Ｋｍ）までの範囲の熱伝導率（λ）を有する硬化可能な注入材（７）を介して埋設されている光電子アセンブリ。
【請求項４】
請求項３に記載の光電子アセンブリにおいて、
前記注入材（７）が、石膏からなっている光電子アセンブリ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の光電子アセンブリにおいて、
モジュール式の固体レーザ（２）に、軸線方向にシールするシール手段（６）が配置されている光電子アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数を倍加させた固体レーザ、特にニオブをドーピングしたバナジン酸イットリウム（Ｎｂ：ＹＶＯ４）を有するダイオードポンピング式の固体レーザ（ＤＰＳＳ）を備える光電子アセンブリであって、バナジン酸イットリウムの１０６４ｎｍのＩＲレーザ光線が、カリウムチタニルリン酸塩（ＫＴＰ）からなる非線形光学結晶によって、光共振器の内部で５３２ｎｍの緑色のスペクトル範囲に周波数を倍加される、光電子式マーキングシステム、例えば建設用レーザに用いるための光電子アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電子式のマーキングシステムは、単一モード運転（ＴＥＭ００）で使用され、この場合に放出される周波数を倍加させたレーザ光線は、反射する標的対象物に衝突した場合にちょうど１つの円形の照射スポットをもたらすだけの空間的なエネルギ最大値しか有していない。しかしながら、非線形光学結晶の場合、周辺条件、特に周辺温度に関連して、種々異なった運転モードを励起することができる。通例では、周波数を倍加させたこのような固体レーザは、１５℃から３０℃までの作動温度に特殊化されている。
【０００３】
米国特許第５４９５４８９号明細書によれば、周波数を倍加させたモジュール式の固体レーザを備える光電子アセンブリにおいて、光共振器が、同軸的に回転する熱源と組み合わされ、制御手段によって３０℃近くの作動温度に調整される。すなわち、異なった周辺温度のための設計条件に応じて、付加的にペルティエ素子を介して加熱および冷却されるか、または周辺温度に対して冷却のみされるか、または加熱のみされる。この場合、光共振器は、制御可能な熱源の内部に同軸的に配置されており、この熱源自体は、半径方向外側で、冷却リブを備える同軸的なヒートシンクによって取り囲まれている。
【特許文献１】米国特許第５４９５４８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、−２０℃から＋４５℃までの周辺温度範囲で用いる、単一モード運転で安定的な、周波数を倍加させた固体レーザを備える光電子アセンブリを技術的に簡単に実施することである。さらなる課題は、光電子アセンブリの内部で、周波数を倍加させた固体レーザの光軸を適宜に調節することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴部により本質的に解決される。有利な改良形が、従属請求項から明らかである。
【発明の効果】
【０００６】
したがって、光電子アセンブリは、調節された状態で光電子アセンブリ内に固定された、周波数を倍加された固体レーザを有しており、この固体レーザは、制御手段によって制御可能な熱源に熱伝導可能に接続された光共振器を備えており、この場合に固体レーザの作動温度は、４０℃から５５℃までの間で制御手段によって調節されている。
【０００７】
固体レーザの並はずれた、エネルギ的に非効率な高い作動温度により、−２０℃から＋４５℃までの周辺温度範囲においても能動的な冷却を省くことができ、これにより、制御可能な熱源のためにペルティエ素子に比べてより簡素で、ひいては安価な、制御可能な加熱手段があれば十分である。抵抗値が温度に依存している場合には、熱源は同時に温度センサとしても使用することができる。
【０００８】
有利には、加熱手段は自己粘着性の加熱シートであり、この加熱シートは、さらに有利には光共振器を周方向に取り囲む。これにより、加熱シートは、周波数を倍加させたモジュール式の固体レーザの光共振器の領域内に技術的に簡単に組み付け可能である。
【０００９】
有利には、固体レーザは、０．１から１．０Ｗ／（Ｋｍ）までの範囲の熱伝導率を備える硬化可能な注入材を介して光電子アセンブリ内に埋設される。したがって、この注入材は、常により低い周辺温度により冷却するために、限定的な熱流、ならびに光電子アセンブリ内における固体レーザの半径方向および軸線方向の容易な調節を技術的に簡単に自身の内に統合している。
【００１０】
有利には、注入材は石膏からなり、石膏は、さらに有利には金属チップのような添加材を備えており、これにより、熱伝導率も硬化時間も適宜な範囲で調節可能である。
【００１１】
有利には、モジュール式の固体レーザと、固体レーザを取り囲む光電子アセンブリとの間には、軸線方向にシールするシール手段が配置されており、これにより、このシール手段は、光学的な調節時には下方に配置された状態で、まだ柔らかい流体状の注入材の流出を防止し、ひいては光学的な調節が技術的に簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明を有利な実施例に関して光電子アセンブリの図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図面によれば、光電子アセンブリ１が、調節された状態で光電子アセンブリ１内に固定された、周波数を倍加させたモジュール式の固体レーザ２を有している。この固体レーザ２は、ニオブをドーピングしたバナジン酸イットリウム（Ｎｂ：ＹＶＯ４）を有するダイオードポンピング式の固体レーザ（ＤＰＳＳ）の形をしており、バナジン酸イットリウムの１０６４ｎｍのＩＲレーザ光線が、カリウムチタニルリン酸塩（ＫＴＰ）からなる非線形光学結晶によって、光共振器３の内部で５３２ｎｍの緑色のスペクトル範囲に周波数を倍加され、焦点合わせされた緑色のレーザ光線８を送出する。
【００１４】
モジュール式の固体レーザ２内に設けられた光共振器３の室領域は熱伝導可能であり、マイクロコントローラの形の制御手段４によって制御可能な、自己粘着性の加熱シートの形の熱源５に接続されている。この場合に、光共振器３を周方向に取り囲む加熱シートの、温度に依存した抵抗値が、制御手段４のために役立ち、同時に温度センサとしても役立つ。目標値として５０℃の作動温度Ｔが制御手段４にプログラミングされていることにより、固体レーザ２は、温度調整周期の初期設定後に５０℃の作動温度Ｔでも作動される。
【００１５】
モジュール式の固体レーザ２と、固体レーザを取り囲む光電子アセンブリ１との間には、軸線方向にシールするシール手段６が配置されている。このシール手段６は、調整時に、光電子アセンブリ１との間に生じた環状室を重力Ｇの方向にシールする。この環状室内に充填される硬化可能な注入材７は、０．１から１．０Ｗ／（Ｋｍ）までの熱伝導率λを備える、金属チップを有する石膏からなる（金属チップの熱伝導率λは約１０から１００Ｗ／（Ｋｍ）までの間である）。この注入材７の硬化後に、固体レーザ２は周囲を取り囲む光電子アセンブリ１内に、軸線方向および半径方向に調整された状態で埋設される。金属チップにより限定的に調節された、０．１から１．０Ｗ／（Ｋｍ）までの注入材７の熱伝導率λによって、熱源５および固体レーザ２から、４５℃の周辺温度Ｕによって受動的に冷却された、光学式アセンブリ１の金属からなる保持体９への熱流の本質的な部分が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】周波数を倍加された固体レーザを備える光学式アセンブリの概略図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  光電子アセンブリ
２  固体レーザ
３  光共振器
４  制御手段
５  熱源
６  シール手段
７  注入材
８  レーザ光線
９  保持体
Ｇ  重力
Ｔ  作動温度
Ｕ  周辺温度
λ  熱伝導率
【図１】
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