特許 7330801 光学部品のマウント方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-14

(45)【発行日】2023-08-22

(54)【発明の名称】光学部品のマウント方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/00 20210101AFI20230815BHJP

【ＦＩ】

G02B7/00 F

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2019142774

(22)【出願日】2019-08-02

(62)【分割の表示】P 2016512417の分割

【原出願日】2014-05-09

(65)【公開番号】P2019207425

(43)【公開日】2019-12-05

【審査請求日】2019-08-02

【審判番号】

【審判請求日】2022-08-05

(31)【優先権主張番号】1308433.0

(32)【優先日】2013-05-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】514010047

【氏名又は名称】エム スクエアード レーザーズ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍ ＳＱＵＡＲＥＤ ＬＡＳＥＲＳ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】マルコム，グレーム ペーター アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】マーカー，ガレス トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ムンロー，サイモン

【合議体】

【審判長】山村 浩

【審判官】松川 直樹

【審判官】野村 伸雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－７０５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３０３５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－５０９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１３７２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１９２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３８８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－１１０２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８６９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２１８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１１００６８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G02B7/00

G02B7/18-7/24

G02B6/26-6/27

G02B6/30-6/34

G02B6/42-6/43

B25J1/00-21/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学システム内に１またはそれ以上の光学部品をマウントするための光学部品マウント装置において、前記１またはそれ以上の光学部品がマウントされる第１の面および反対側の第２の面を有するベースプレートを具え、当該ベースプレートが前記第１の面に１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域を具え、当該１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域のそれぞれが、前記第１の面に設けられた１またはそれ以上の凹部または開口によって規定され、当該１またはそれ以上の凹部または開口の位置が、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域の外辺部を規定することを特徴とする装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光学部品マウント装置において、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域は、その外辺部の周りに配置された２またはそれ以上の凹部または開口で規定されることを特徴とする装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の光学部品マウント装置において、前記ベースプレートがさらに、前記第１面から延在し前記熱活性型光学部品マウント領域の外辺部の周りに配置された１またはそれ以上のレッジを具えることを特徴とする装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載の光学部品マウント装置において、さらに、前記１またはそれ以上の熱活性光学部品マウント領域に熱接触するよう配置される１またはそれ以上の発熱体を具えることを特徴とする装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載の光学部品マウント装置において、前記光学部品マウント装置はさらに１またはそれ以上のピラーを具え、当該１またはそれ以上のピラーは、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に機械的に連結された第１の端部を有することを特徴とする装置。

【請求項6】

請求項５に記載の光学部品マウント装置において、前記１またはそれ以上のピラーは、前記１又はそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に、半田で機械的に連結されていることを特徴とする装置。

【請求項7】

請求項５または６に記載の光学部品マウント装置において、前記１またはそれ以上のピラーは、光学部品に機械的に連結するのに好適な第２の端部を有することを特徴とする装置。

【請求項8】

請求項７に記載の光学部品マウント装置において、接着剤が、前記１またはそれ以上のピラーの第２の端部と前記光学部品との間の機械的連結を提供することを特徴とする装置。

【請求項9】

請求項５乃至８のいずれかに記載の光学部品マウント装置において、前記１またはそれ以上のピラーの第１の端部は、外形が丸められているか半球形状であることを特徴とする装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれかに記載の光学部品マウント装置において、さらに、１またはそれ以上の光学部品を機械的に取り付けるのに適した１またはそれ以上の角度付きマウントを具えることを特徴とする装置。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学部品マウント装置において、さらに、遠位端部に角度付きマウント取付部が設けられた、調節可能なアームを具えることを特徴とする装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の光学部品マウント装置において、前記調節可能なアームはさらに、その近位端部に配置された取付アームを具え、当該取付アームは、前記調節可能なアームを基準点に取り付ける手段を提供することを特徴とする装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の光学部品マウント装置において、前記取付アームは、当該取付アームを前記基準点に対して配置する手段を提供するだぼ（ｄｏｗｅｌ）を具えることを特徴とする装置。

【請求項14】

光学システム内における光学部品のマウント方法であって、
－反対向きの第１および第２の面を有するベースプレートを提供するステップと、
－１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域を設けるステップであって、当該１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域のそれぞれが、前記第１の面に設けられた１またはそれ以上の凹部または開口によって規定され、前記１またはそれ以上の凹部または開口の位置が、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域の外辺部を規定するものであるステップと、
－前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域と熱接触する１またはそれ以上の発熱体を配置するステップと、
－前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域内にピラーと光学部品のアセンブリを配置するステップと、
－前記１またはそれ以上の発熱体を用いて前記ピラーと光学部品のアセンブリとを前記熱活性型光学部品マウント領域に半田付けするステップと、を具えることを特徴とする方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の光学部品のマウント方法において、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域は、その外辺部の周りに２またはそれ以上の凹部または開口を設けて規定されることを特徴とする方法。

【請求項16】

請求項１４または１５に記載の光学部品のマウント方法において、さらに、前記第１面から延在し熱活性型光学部品マウント領域の周りに配置された１またはそれ以上のレッジを設けるステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項17】

請求項１４乃至１６のいずれかに記載の光学部品のマウント方法において、レジスタ（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）とだぼ（ｄｏｗｅｌ）のシステムを用いて、前記ピラーと光学部品のアセンブリを前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に配置するステップを含むことを特徴とする方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の光学部品のマウント方法において、前記レジスタとだぼのシステムを用いるステップは、前記光学部品に角度付きマウントを機械的に取り付けるステップを含むことを特徴とする方法。

【請求項19】

請求項１８に記載の光学部品のマウント方法において、前記レジスタとだぼのシステムを用いるステップは、さらに、調整可能なアームを前記角度付きマウントの遠位端部に機械的に取り付けるステップと、前記調整可能なアームの近位端部を基準点に取り付けるステップとを含むことを特徴とする方法。

【請求項20】

請求項１４乃至１９のいずれかに記載の光学部品のマウント方法において、前記ピラーと光学部品のアセンブリを前記熱活性型光学部品マウント領域に半田付けする前に、前記ピラーの第１の端部に錫の層を設けるステップを含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学の分野に関する。より具体的には、本発明は、例えばレーザキャビティ内に用いられる光学部品といった光学部品のマウント方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光学部品は、「ボールとバネ」型のマウントを用いてレーザキャビティに搭載されている。当業者に知られているように、ボールとバネ型のマウントは、バネの劣化や、温度変化の影響を受けやすいため、定期的に再配列することが必要である。さらに、これらのマウントに配置される光学部品は典型的に、光学部品自体に直接かかる圧力源として作用するグラブねじを介して保持される。これらの要素の両方が、ボールとバネ型のマウントを商業的レーザ装置で使いにくくしている。

【0003】

当業者に知られている光学部品マウントの別の技術は、専用の発熱体を用いる基板上への接合媒体を用いることである。この発熱体は、光学部品のマウントまたは除去の必要に応じて、直接あるいは基板を介して接合媒体を加熱するのに用いられる。欧州特許公開番号ＥＰ０１９６８７５はこのようなシステムを記載しており、光学部品を基板上にマウントする手段を提供すべく、半田を局所的に加熱するのにチップ抵抗を用いている。あるいは、米国特許番号５，９３０，６００は、発熱体としてＰＴＣサーミスタまたはＮＴＣサーミスタを用いることを記載する。これらの要素は、対応する溶融点以上の温度に加熱する必要がなく、このため基板に搭載するか取り去る光学部品にダメージを与える可能性が減るため、公知の抵抗ベースの発熱体より好ましいと記載されている。しかしながら、ＰＴＣサーミスタやＮＴＣサーミスタは従来の抵抗ベースの発熱体より高価であり、商業システム内で用いるのにあまり望ましくない。

【0004】

上述した技術を用いるさらなる問題は、半田は冷却中に互いに固定される平面間で移動してしまうことが知られていることがある。ＰＴＣサーミスタまたはＮＴＣサーミスタを用いる場合、これらの部品自体が加熱中や冷却中に内在的に移動しがちであることが知られており、この問題がさらに悪化する。このような移動は、利用可能な許容度を有意に狭めるため、光学部品の整列にとって明らかに不都合である。

【0005】

さらに、上記の発熱体を用いて平坦な基板を介して接合媒体を加熱すると、接合媒体に十分な熱を伝えるのが難しいことがある。これは、生成された熱が、光学部品がマウントされる領域に向かってのみならず、基板全体を通って伝わることによる。この問題の解法の一つは発熱体で生成する熱レベルを上げることだが、加熱および冷却サイクルにおける移動の問題を増大させてしまう。いくつかの場合、発熱体を基板に取り付ける接着剤が溶け出し、これらの要素が分離してしまう。

【0006】

この問題を解決する提案が、米国特許番号５，９３０，６００に記載されている。これはすべての部品を基板の同じ側に１のスタックで搭載することを含み、１のスタックが半田層／光学部品／接着剤層／サーミスタを含む。この構成の有意な欠点は、半田が光学部品自体を介してサーミスタにより加熱されることである。当業者は理解するように、商業的レーザ装置では光学部品を直接的な加熱に繰り返しさらすことは、部品にダメージを与えるため望ましくない。さらに、このような例は、それぞれ異なる熱膨張係数を示す異なる接合媒体を用いる異なるインタフェースがあることから、関連する光学部品に熱安定性の重大な問題がある。光学部品はしばしば２またはそれ以上の半田、接着剤層、サーミスタ、支持プレート等のスタックを有する場合があり、これらのすべてが異なる熱膨張係数を示すことから、この問題はさらに悪化する。

【0007】

このため、本発明の一態様の目的は、この分野で公知の光学部品のマウント方法および装置の上述した不都合を解消するか、少なくとも低減させることにある。

【発明の概要】

【0008】

本発明の第１の態様によると、１またはそれ以上の光学部品をマウントするための光学部品マウント装置が提供され、この装置は、対向する第１面および第２面を有するベースプレートを具え、当該ベースプレートが前記第１面または第２面に設けられた１またはそれ以上の凹部または開口を具え、当該１またはそれ以上の凹部または開口の位置は、１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域を規定する。

【0009】

前記１またはそれ以上の凹部または開口を用いると、前記ベースプレート全体に伝わる熱伝導を軽減するように作用する。結果として、ベースプレート内の所望の機械的強度を維持したまま、１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に選択的な加熱（preferential heating）を提供することができる。

【0010】

選択的に、１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域は、その外辺部（perimeter）の周りに配置された２またはそれ以上の凹部または開口で規定される。

【0011】

この１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域は、前記第２面に設けられた１またはそれ以上の凹部で規定されてもよい。

【0012】

より好適には、ベースプレートがさらに、前記第１面から延在し前記熱活性型光学部品マウント領域の外辺部の周りに配置された１またはそれ以上のレッジ（ledge）を具える。この１またはそれ以上のレッジを組み入れると、光学部品の装着または除去の間に半田を保持するのに役立つ。

【0013】

選択的に、ベースプレートがさらに、１またはそれ以上の座ぐりされた（countersunk）開口部を具える。これらの座ぐりされた開口部は、光学システム内に光学部品マウント装置をねじで固定する手段を提供する。

【0014】

光学部品マウント装置は好適には、さらに、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に熱接触するよう配置された１またはそれ以上の発熱体を具える。より好適には、前記１またはそれ以上の発熱体は、前記第２面に設けられた前記１またはそれ以上の凹部内に配置されている。

【0015】

より好適には、光学部品マウント装置はさらに１またはそれ以上のピラーを具え、当該１またはそれ以上のピラーは、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に機械的に連結された第１の端部を有する。この１またはそれ以上のピラーは、前記１又はそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に、半田で機械的に連結することができる。

【0016】

好適には、１またはそれ以上のピラーは、光学部品に機械的に連結するのに好適な第２の端部を有する。前記１またはそれ以上のピラーの第２の端部と光学部品との間の機械的連結は、接着剤とすることができる。

【0017】

前記１またはそれ以上のピラーの第１の端部は、外形が丸められているのが好ましい。最も好適には、前記１またはそれ以上のピラーの第１の端部は半球形状である。この丸くなった、あるいは半球の外形をピラーの第１の端部に用いると、マウントされた光学部品にかかるストレスを低減することができる。

【0018】

光学部品マウント装置はさらに、１またはそれ以上の光学部品を機械的に取り付けるための１またはそれ以上の角度付きマウントを具える。この部材の角度は、関連する光学部品に対する移動を減じるように選択される。

【0019】

好適には、前記１またはそれ以上の角度付きマウントは、ねじ穴を有する。

【0020】

光学部品マウント装置はさらに、角度付きマウント取付部が配置された遠位端部に、調節可能なアームを具える。この角度付きマウント取付部は、前記調節可能なアームが１またはそれ以上の角度付きマウントに機械的に連結される手段を提供する。

【0021】

調節可能なアームはさらに、その近位端部に配置された取付アームを具える。この取付アームは、前記調節可能なアームを基準点、例えば光学システムのハウジング壁に取り付ける手段を提供する。

【0022】

好適には、取付アームは、当該取付アームを前記基準点に対して配置する手段を提供するだぼ（dowel）を具える。

【0023】

本発明の第２の態様によると、光学部品のマウント方法が提供され、
－対向する第１面および第２面を有するベースプレートに、１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域を提供するステップと、
－前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域と熱接触する１またはそれ以上の発熱体を配置するステップと、
－前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域内にピラーと光学部品のアセンブリを配置するステップと、
－前記１またはそれ以上の発熱体を用いて前記ピラーと光学部品のアセンブリとを前記熱活性型光学部品マウント領域に半田付けするステップと、を具える。

【0024】

前記ベースプレートに前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域を提供するステップは、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域の位置を規定するように、１またはそれ以上の凹部または開口を設けるステップを具える。

【0025】

選択的に、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域は、その外辺部の周りに１またはそれ以上の凹部または開口を配置して規定される。

【0026】

前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域は、前記第２面に１またはそれ以上の凹部を設けて規定することができる。

【0027】

光学部品のマウント方法はさらに、前記第１面から延在し熱活性型光学部品マウント領域の周りに配置された１またはそれ以上のレッジを設けるステップを含んでもよい。

【0028】

光学部品のマウント方法はさらに、前記ベースプレートに１またはそれ以上の座ぐりされた開口を設けるステップを含んでもよい。

【0029】

最も好ましくは、１またはそれ以上の発熱体は、当該１またはそれ以上の発熱体を前記第２面の１またはそれ以上の凹部内に配置することにより、前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に熱接触するよう配置される。

【0030】

好適には、レジスタ（register）とだぼ（dowel）のシステムを用いて、ピラーと光学部品アセンブリを前記１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域に配置する。

【0031】

前記レジスタとだぼのシステムを用いるステップは、前記光学部品に角度付きマウントを機械的に取り付けるステップを含むことが好ましい。

【0032】

前記レジスタとだぼのシステムを用いるステップは、さらに、調整可能なアームを前記角度付きマウントの遠位端部に機械的に取り付けるステップを含んでもよい。

【0033】

前記レジスタとだぼのシステムを用いるステップは、さらに、前記調整可能なアームの近位端部を基準点に機械的に取り付けるステップを含んでもよい。この基準点は、光学システム内に配置された１またはそれ以上の開口を含んでもよい。

【0034】

選択的に、前記ピラーと光学部品アセンブリを前記光学部品マウント領域に半田付けする前に、前記ピラーの第１の端部に錫の層を設けるステップを具える。

【0035】

本発明の第２の態様の実施例は、本発明の第１の態様の好適あるいは選択的な特徴を実装した特徴を有してもよいし、逆も可能である。

【図面の簡単な説明】

【0036】

本発明の態様および利点が、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなる。

【図1】図１は、本発明の一実施例にかかる光学部品マウント装置の概略図である。

【図2】図２は、図１の光学部品マウント装置の分解図である。

【図3】図３は、図１の光学部品マウント装置のＡＡ’軸に沿った断面図である。

【図4】図４は、光学部品のマウント方法のフローチャートである。

【図5】図５は、図１の光学部品マウント装置が配置されるレーザキャビティの一部の平面図である。

【図6】図６は、図５のレーザキャビティ内にミラーを搭載するのに用いられる調整可能なアームの（ａ）正面図、（ｂ）側面図、および（ｃ）背面図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

光学部品のマウント方法および方法を、図１乃至６を参照して以下に説明する。

【0038】

最初に、図１乃至３は、全体を符号１で示す光学部品マウント装置の多様な実施例を示す。ここに記載するマウント装置１の実施例は、例えばレンズやミラーである２つの光学部品２を搭載するよう設計されている。しかしながら、当業者は代替例において装置が単一の光学部品２、あるいは２つより多い光学部品２を搭載するのに適合し得ることを理解するであろう。

【0039】

光学部品マウント装置１は、対向する第１面４と第２面５を有するベースプレート３を具える。第１面４には、２つの熱活性型光学部品マウント領域６が設けられる。用語「熱活性型」は、マウント装置１に光学部品を搭載あるいは除去するために熱を加える必要性を強調するものである。

【0040】

熱活性型光学部品マウント領域６は、その外辺部の周りに配置された１またはそれ以上の開口部７、あるいは第２面５に設けられた凹部８の存在によって規定され、その詳細は後述される。第１面４から突出するレッジ９が、熱活性型光学部品マウント領域６の外辺部の周りに配置されていることが望ましい。前記１またはそれ以上の開口部７とともに用いる場合、開口部７はレッジ９で規定される範囲の外側にあるように配置される。

【0041】

本実施例では、各熱活性型光学部品マウント領域６は、円形のレッジ９と、４つの開口部７とを具え、各開口部７が、対応する熱活性型光学部品マウント領域６の中心の円形のレッジ９と同様の、弧部分を形成している。すべての開口部７はベースプレート３を貫通しているが、別の実施例では必ずしもその必要はない。図３から、各熱活性型光学部品マウント領域６は、第２面５に設けられた凹部８を有することが分かる。各凹部８は、対応する円形のレッジ９の面積より大きな円形の断面を有する。さらに、これらの凹部８は、対応する円形のレッジ９と同心である。以下に詳述するように、これらの凹部８は、対応する光学部品２のマウント工程で用いる発熱体１０を収容する。通常の抵抗を、光学部品マウント装置１内の発熱体１０として用いることができる。

【0042】

座ぐりされた（countersunk）開口部１１がさらに、ベースプレート３の第１面４上に設けられている。この座ぐりされた開口部１１は、ねじ１２で光学部品マウント装置１を光学システム内に固定する手段を提供する。

【0043】

ベースプレートの代替実施例では、光学部品マウント領域６および対応する凹部８の相対的な寸法や位置は変更されてもよい。さらに、隆起したレッジ９の一方または双方が、第１面４に形成された凹部領域で置換されてもよい。

【0044】

光学部品マウント装置１はさらに、ピラー１３を具える。図２に最もよく示すように、光学部品マウント領域６に配置されるピラー１３の第１の端部１４は、丸い輪郭を有し、さらに好ましくは半球体の輪郭を有する。

【0045】

半田１５の層を用いて、ピラー１３を光学部品マウント領域６に固定する。同じ方法で、接着剤の第１の層を用いて、光学部品２をピラー１３の第２の端部１６に固定している。接着剤の第２の層を用いて、角度付きマウント１７を光学部品２に固定してもよい。後に詳述するマウント工程では、各度付きマウント１７にはねじ穴１８が設けられ、ピラー１３と光学部品２の連結部のほぼ反対側となるように光学部品２に固定されることが好ましい。この部品の角度は、光学部品２が取り付けられる部分との相対動作を低減するよう選択される。各度付きマウント１７は、例えば９０°の角度である。

【0046】

光学部品マウント装置１の熱安定性を向上させるために、ひいては光学部品２の配置精度を高くするために、ベースプレート３とピラー１３は、熱膨張係数が低い材料で製造することが望ましい。これらの部品に好適な材料はＩｎｖａｒ（商標名）である。Ｉｎｖａｒ（商標名）は一般にＦｅＮｉ_３６として知られており、熱膨張係数がすばらしく低いことでこの分野で知られているニッケル鉄合金である。

【0047】

［光学部品の取付方法］
光学部品マウント装置１に光学部品２を取り付ける方法を、図４のフローチャートを参照して説明する。

【0048】

第１のステップは、１またはそれ以上の上述した熱活性型光学部品マウント領域６をベースプレート３に設けることを含む。

【0049】

その後に発熱体１０が、熱活性型光学部品マウント領域６に熱接触するように配置される。これは、発熱体１０を、第２面５の凹部８内に配置することで好適に達成することができる。

【0050】

ピラー１３と光学部品２のアセンブリがその後、熱活性型光学部品マウント領域６に配置され、発熱体１０を用いて光学部品マウント領域６内の半田を加熱する。これは、加熱時に新たな半田を光学部品マウント領域６に導入したり、光学部品マウント領域６内に既にある半田１５を再加熱したり、これらの双方の処理の組み合わせで実現することができる。

【0051】

光学部品２が正確に配置されたら、光学部品マウント領域６にかけられた熱を取り去って半田１５を硬化させ、したがって光学部品が所望の位置に固定される。

【0052】

ベースプレート３とピラー１３がＩｎｖａｒ（商標名）で構成される場合、上記の半田付け工程は、最初にピラー１３の第１の端部１４に錫を被せることが利点となる。錫を被せると、ピラー１３の第１の面１４の酸化作用を減らす作用があり、したがってベースプレート３とピラー１３の間により丈夫で確実な取付が実現する。

【0053】

当業者は、上記の複数の工程の順番を変えてもよいことを理解するであろう。例えば、ピラー１３と光学部品２のアセンブリは、発熱体１０を光学部品マウント領域６内に配置する前に配置してもよい。

【0054】

上記の工程はさらに、接着剤の第１の層を導入して、光学部品２をピラー１３の第２の端部１６に固定するステップを含む。好適には、この工程は、ピラー１３と光学部品２のアセンブリが熱活性型光学部品マウント領域６内に配置される前に行われる。あるいは、この工程は、ピラー１３をベースプレート３に半田付けした後に行ってもよいが、光学部品２を正確に配置する困難性が大きくなるためこの順番はあまり望ましくない。

【0055】

［レジスタとだぼ（Register and Dowel）システム］
光学部品２を熱活性型光学部品マウント領域６内に配置する工程を、図５に概略的に示す光学システム１９を参照して以下にさらに説明する。この工程は、図６に多様な様子を示す、角度付きマウント１７に機械的に連結する調節可能なアーム２０を用いるものであり、これによりレジスタとだぼシステムが構成される。

【0056】

調節可能なアーム２０は、取付アーム２１と細長部分２２とを具え、これらは当該取付アーム２１と細長部材２２の双方にほぼ直交する支持バー２３により、互いにほぼ平行に機械的に連結されている。支持バー２３の向きが、調節可能なアーム２０の基準軸２４を規定する。

【0057】

取付アーム２１を貫通する３つの穴２５が、調節可能なアーム２０のこの位置を３本のねじ２６で光学システム１９内に固定する手段を提供しており、これは以降に詳細に説明する。だぼ２７が取付アーム２１に取り付けられて、ここから基準軸２４にほぼ平行な軸に沿って延在している。前述したように、だぼ２７は、調節可能なアーム２０の基準点を規定する。

【0058】

細長部分２２の遠位端部にはスロット２８が形成されている。このスロット２８は、細長部分２２のボールとバネ式マウント２９の縦の位置を設定し、固定する手段を提供する。本実施例では、ねじ３０が、ボールとバネ式マウント２９が細長部分２２から取付アーム２１の方へ延在するような取付手段を提供している。

【0059】

ボールとバネ式マウント２９は、各度付きマウント１７の光学部品２に固定されていない面と整合するように形成された角度付きマウント取付部３１を位置決めするのに用いられる。穴３２が、角度付きマウント１７のねじ穴１８に対して配置されるように穴３２に通されるグラブねじを用いて、角度付きマウント取付部３１を角度付きマウント１７に固定する手段を提供する。

【0060】

角度付きマウント取付部３１は、スライドアーム３３の遠位端部に配置されており、このスライドアームはボールとバネ式マウント２９に、その中に配置された支持部３４により機械的に連結されている。支持部３４に対するスライドアーム３３の動きは、基準軸２４に実質的に平行する軸に沿って、各度付きマウント取付部３１の空間的位置を変化させる。

【0061】

図５から、光学システム１９は、外部壁３６を有し内部にベースプレート３が配置されるハウジング３５を具えることが分かる。

【0062】

第１の直径の３つのねじ穴３７と、第２の直径のねじ無しの第４の基準穴３８とが、外部壁３６内に設けられている。ねじ穴３７は、１またはそれ以上のねじ２６が取付アーム２１に通された後にこれらを受容するよう設計されている。ねじ無しの基準穴３８は、取付アーム２１のだぼ２７と締まりばめ（interference fit）するよう設計されている。

【0063】

ピラー１３と光学部品２のアセンブリをシステム１９内に配備する際には、その各度付きマウント１７を調節可能なアーム２０の各度付きマウント取付部３１に単に取り付ける。取り付けたら、だぼ２７が適切なねじ無し基準穴３８内に配置され、１またはそれ以上のねじ２６で調節可能なアーム２０がハウジング３５の外部壁３６に固定される。

【0064】

本実施例では、ねじ無し基準穴３８の直径はねじ穴３７の直径より小さく、ねじ２６が不意にねじ無し基準穴３８に挿入されないようになっている。

【0065】

この場合、ピラー１３は、適切な熱活性型光学部品マウント領域６内に配置され、したがって半田１５の層が前述のように適用される。半田１５の層が硬化すると、角度付きマウント取付部３１が角度付きマウント１７から解放可能となり、調節可能なアーム２０がハウジング３５の外部壁３６から解放される。これにより光学部品２が、光学システム１９の光学的に正確に整列した状態で位置固定される。

【0066】

上記の工程は、光学システム１９から光学部品２を取り外す必要が生じた場合には、単に逆にすればよい。

【0067】

ベースプレート３の設計は、光学部品マウント装置１にとって従来技術のシステムからみて多数の利点を提供する。第１に、開口部７および／または凹部８は、ベースプレート３の穴を通る熱伝導を低減するよう作用し、これにより、所望の機械的強度を維持したままで、光学部品マウント領域６に特化した加熱（preferential heating）を行うことができる。これは、半田１５の層を溶融させるのに必要な熱が低レベルでよく、熱拡散の影響や、光学部品２自体の損傷の可能性が低減することを意味する。

【0068】

ピラー１３の第１の端部１４の丸められるか半円系の設計はまた、光学部品マウント装置１に従来技術システムに比べてさらに大きな利点を与える。この輪郭形状は、ベースプレート３に搭載されたときの光学部品２にかかるストレスを有意に低減させるよう作用する。

【0069】

光学部品マウント装置１、およびこれらの要素を用いる様々な光学システム１９は、従来技術の光学部品マウント装置を用いるシステムに比べて非常に高い熱安定性を示す。例えば、光学部品マウント装置１を用いたレーザシステムは、熱ドリフトの影響が有意に低減したことが検証された。

【0070】

上記に加え、上述した装置と方法は、光学システム１９の組み立てや、これに含まれる光学部品２の交換のプロセスを簡略化する。事実、光学システム１９のアライメントに追加の調整を必要とすることなく、光学システム１９に光学部品２を反復的に取り外し、そして挿入することができる。これらは、例えばレーザキャビティ内に用いられる光学部品などの商業的光学システムにとって明らかに高い利点となる。

【0071】

光学部品のマウント方法および装置について説明した。この装置は複数の光学部品をマウントするのに適し、対向する第１および第２の面を有するベースプレートを具える。凹部または開口がベースプレート内の第１面または第２面に形成され、熱活性型光学部品マウント領域を規定する。その後にピラーがこの熱活性型光学部品マウント領域に配置され、これらは光学部品をベースプレートに取り付ける手段を提供する。これらの凹部または開口部を用いると、ベースプレート全体への熱伝導が有意に低減する。結果として、ベースプレートの所望の機械的強度を維持したまま、１またはそれ以上の熱活性型光学部品マウント領域へ特化した加熱を与えることができる。光学部品マウント装置は高い熱安定性を示し、したがって装置を商業的光学システム内に用いるのに理想的にする。

【0072】

上述した本発明の記載は説明目的に提示されたものであり、開示された特定の形態に本発明を限定または制限する意図ではない。上述した実施例は、本発明の本質および実践的な応用を最もよく説明するために選択され説明されたものであり、当業者は本発明を多様な形態で実施することができ、使用環境に適するように多様な変更を加えることができる。このため、本発明の添付の特許請求の範囲に規定された範囲を逸脱することなくさらなる変更や改善を加えることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】