用于施加激光輻射的裝置和用于投射線形的光分布的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于對設置在工作區域（4）內的工件的至少部分反射的或透明的區域施加激光輻射（1）的裝置，包括：激光光源，用于產生激光輻射（1）；光學裝置，用于影響激光輻射（1），使其轉到工作區域（4）內；其中，光學裝置包括至少一個反射鏡（6、7、8、9），所述發射鏡能反射激光輻射（1）的在工作區域（4）內反射的部分或激光輻射（1）的穿過工作區域（4）的部分，使得激光輻射（1）的所述部分至少部分地被導回工作區域（4）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種按照權利要求I的前序部分所述的裝置，用于對設置在工作區域內的工件的至少部分反射的或透明的區域施加激光輻射。本專利技術還涉及一種按照權利要求14的前序部分所述的裝置用以將投射線形的光分布，一種具有這種裝置的激光裝置和一種用于制造這種裝置的方法。
技術介紹
定義激光輻射的傳播方向指的是激光輻射的中心的傳播方向，當所述激光輻射沒有平面波或至少部分地是擴散的時尤其如此。對激光射束、光束、分光束或光線，如果沒有明確地另外說明，指的是幾何光學的非理想化的光線，而是一實際的光束，如例如具有高 斯輪廓或一變形的高斯輪廓或一頂帽輪廓的激光射束，它沒有無窮小的射束橫截面，而具有有延展的射束橫截面。透鏡或圓柱形透鏡的焦距指的是透鏡在真空中(折射率\=1)的焦距。這里還應該說明，在介質、例如空氣或玻璃中的折射率取決于發生折射的光的波長。因此以下用η (λ)表示折射率。這種相關性理論的介紹例如在Born、Max和Wolf、Emil的“Principles of Optics”,第7版、劍橋大學、劍橋1999年,第97頁等中找到。用于施加激光輻射的開頭所述類型的裝置長期以來就是已知的。例如借助于聚焦的光學裝置將激光輻射聚焦于工作區域，在其中例如應用激光輻射施加基質的層，以便產生化學反應或結構轉變等。但如果該層在使用的激光輻射的波長時只具有微小的光密度，則由現有技術已知的裝置是不大有效的，因為在這種情況下只有激光輻射的較小的一部分由層吸收。例如由DE 199 36 230 Al已知一種用于投射線形的光分布的開頭所述類型的裝置，在那里沿待投射的光分布的光的傳播方向在兩個基質上依次設置四個圓柱形透鏡陣列，其中在每個基質上入射面和射出面都設有一個陣列。全部的圓柱形透鏡構成相同的并且具有相同的焦距。基質的厚度從而在入射側的和射出側的陣列之間的間距分別對應于圓柱形透鏡在基質的材料中的焦距的兩倍或等于兩倍的焦距和材料的折射率的乘積。按這種方式各接連設置的圓柱形透鏡起雙重的望遠鏡作用，從而在一個平面內1:1投射設置在基質面各圓柱形透鏡的兩倍的焦距處的光分布，該平面以兩倍的焦距的距離設置在基質的后面。在這樣的布置結構中已經證明不利的是這樣的事實，即一方面只有在待投射的光分布以圓柱形透鏡的兩倍的焦距設置在基質之前時才能實現包含一定范圍的投射。此外對于相對于法線大角度射入的光束不可能合理地有助于投射。特別是利用這樣的由現有技術已知的裝置不可能令人滿意地投射沿線性縱向方向延展很大的線形的光分布，例如長度大于Im長的光分布。利用這樣的由現有技術已知的裝置并不令人滿意地投射
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于施加激光輻射的開頭所述類型的裝置，它是更有效的。此外本專利技術的目的在于，提供一種用于投射線形的光分布的開頭所述類型的裝置，它是更有效和更通用的，特別是可以用于沿線形縱向方向延展很大的光分布的投射。此外應給出一種具有所述裝置的激光裝置。還應給出一種用于制造所述裝置的方法。按照本專利技術，在用于施加激光輻射的裝置方面通過一種開頭所述類型的具有權利要求I特征部分的特征的裝置、在用于投射線形的光分布的裝置方面通過一種開頭所述類型的具有權利要求14特征部分的特征的裝置、在激光裝置方面通過一種開頭所述類型具有權利要求21特征部分的特征的激光裝置以及在方法方面通過一種開頭所述類型具有權利要求23的特征的方法來實現所述目的。各從屬權利要求涉及本專利技術的優選的實施形式。按照權利要求I設定，光學裝置包括至少一個反射鏡，該反射鏡可以反射激光輻射的在工作區域內被反射的部分或激光輻射的穿過工作區域的部分，使得激光輻射的該部分至少部分地被導回工作區域。由此提高裝置的效率，因為將已經被使用一次用于加載的激光輻射的部分重新導回工作區域并且可以部分地再次被吸收。 為此可以設定，至少一第一反射鏡設置在工作區域的遠離激光光源的一側，它可以這樣反射激光輻射的穿過工作區域的部分，即將激光輻射的該部分至少部分地導回工作區域。此外可以設定，裝置附加于所述至少一個第一反射鏡在工作區域的面向激光光源的一側包括至少一個第二反射鏡，它可以反射激光輻射的由第一反射鏡反射的和至少部分穿過工作區域的一部分的一部分，而將激光輻射的該部分至少部分地導回工作區域。按這種方式可以將激光輻射多次導回工作區域。可選地可以設定，所述或各所述反射鏡只設置在工作區域的面向激光光源的一偵牝其中所述或各所述反射鏡可以反射激光輻射的在工作區域內反射的部分，使得激光輻射的該部分至少部分地被導回工作區域。該實施形式對于在這樣的待加載的材料是特別合適的，所述材料對于所使用的激光波長允許很小的透射或甚至不允許透射。可以設定，所述至少一個反射鏡具有一外部的和/或一內部的反射表面。例如可以將平面體或彎曲體的涂層的外表面和/或在一棱鏡或類似結構中的反射的內部表面用作為反射鏡。特別是可以通過棱鏡中的內部的反射實現兩個相互成90°角對接的反射鏡。按照權利要求14設定，D1=F1 · η ( λ )和 D2=F2 · η2 ( λ )其中D1是在第一陣列的各圓柱形透鏡的頂點連線與第二陣列的各圓柱形透鏡的頂點連線之間的間距，D2是在第三陣列的各圓柱形透鏡的頂點連線與第四陣列的各圓柱形透鏡的頂點連線之間的間距,F1是第一陣列和/或第二陣列的至少一個圓柱形透鏡的焦距，F2是第三陣列和/或第四陣列的至少一個圓柱形透鏡的焦距，H1 (λ)是第一基質在波長λ時的折射率，以及，η2 ( λ )是第二基質在波長λ時的折射率。通過這樣的構型可以達到，一方面待投射的光分布可以以比較任意的間距設置在裝置之前，而這對投射的質量沒有重要的影響。另一方面相對于法線成大角度射到裝置上的光束也可以有助于投射，從而也可以合理地投射沿線形方向延展很大的光分布。通過這樣的裝置可以實現這樣的光路，它類似于后向反射設置中的光路，只是在按照本專利技術的裝置中沒有發生反射，而是發生透射。因此與按權利要求14的裝置相結合得到一種“后向透射”。特別是還在通過裝置時消除了待投射的光的各個分量的相位關系。盡管如此仍保持光的至少個別分量的發散角，或變換成相應的會聚角。附圖說明本專利技術的其他的特征和優點根據下面結合附圖對各優選的實施例的說明變得明顯的，其中圖I示出按照本專利技術用于施加激光輻射的裝置的第一實施形式的示意性側視圖；圖2示出按照本專利技術用于施加激光輻射的裝置的第二實施形式的示意性側視圖；圖3示出按圖2中箭頭III的詳圖；圖4示出按照本專利技術用于施加激光輻射的裝置的第三實施形式的示意性側視圖； 圖5示出按照本專利技術用于施加激光輻射的裝置的第四實施形式的示意性側視圖；圖6示出按照本專利技術用于施加激光輻射的裝置的第五實施形式的示意性側視圖；圖7示出按照本專利技術用于投射線形的光分布的裝置的第一實施形式的示意性側視圖；圖8示出按照本專利技術用于投射線形的光分布的裝置的第二實施形式的示意性側視圖。具體實施例方式各圖中相同的或功能相同的部件或光線設有相同的附圖標記。此外為了更好的定向在一些圖中畫出直角坐標系。激光輻射I來自未示出的激光光源，所述激光輻射在所示實施例中是準直的激光輻射I。應在工作平面內對基質的未示出的層中加載激光輻射I。該層例如對于所使用的激光輻射I的波長具有小的光學密度。這意味著，在激光輻射I通過該本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.24 DE 102010012467.2;2010.03.24 DE 10201001.一種用于對設置在工作區域(4)內的工件的至少部分反射性或透明的區域施加激光輻射(I)的裝置，包括 激光光源，用于產生激光輻射(I); 光學裝置，用于影響激光輻射(1)，使其轉入工作區域(4)內； 其特征在于，光學裝置包括至少一個反射鏡(6、7、8、9)，它能夠反射激光輻射(I)的在工作區域(4)內反射的部分或激光輻射(I)的穿過工作區域(4)的部分，使得激光輻射(I)的所述部分至少部分地被導回工作區域(4)。2.按照權利要求I所述的裝置，其特征在于，光學裝置包括至少一個透鏡(3、5)，特別是具有正的折光力的透鏡(3、5)。3.按照權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述至少一個透鏡(3、5)設置在工作區域(4)和所述至少一個反射鏡(6、7、8、9)之間。4.按照權利要求I至3之一項所述的裝置，其特征在于，至少一個第一反射鏡(6、7)設置在工作區域(4)的遠離激光光源的一側，第一反射鏡能夠這樣反射激光輻射(4)的穿過工作區域(4)的部分，使得激光輻射(I)的該部分至少部分地被導回工作區域(4)。5.按照權利要求4所述的裝置，其特征在于，除了所述至少一個第一反射鏡，所述裝置在工作區域(4)的面向激光光源的一側包括至少一個第二反射鏡(8、9)，所述第二反射鏡能夠反射激光輻射(I)的由第一反射鏡(6、7)反射的并至少部分地穿過工作區域(4)的部分的一部分，使得激光輻射(4)的該一部分至少部分地被導回工作區域(4)。6.按照權利要求I至3之一項所述的裝置，其特征在于，所述反射鏡(8、9)只設置在工作區域(4)的面向激光光源的一側，所述反射鏡(8、9)能夠反射激光輻射(I)的在工作區域(4)內反射的部分，使得激光輻射(I)的該部分至少部分地被導回工作區域(4)。7.按照權利要求I至6之一項所述的裝置，其特征在于，光學裝置在工作區域(4)的一側或每側包括多于一個反射鏡(6、7、8、9 )。8.按照權利要求7所述的裝置，其特征在于，多個設置在工作區域(4)的同一側的反射鏡(6、7、8、9)是相互傾斜的、特別是成90°的角度。9.按照權利要求I至8之一項所述的裝置，其特征在于，所述至少一個反射鏡(6、7、8、9)是彎曲的、例如具有拋物線形的或橢圓形的橫截面。10.按照權利要求I至9之一項所述的裝置，其特征在于，所述至少一個反射鏡(6、7、8、9)具有外部和/或內部的反射表面。11.按照權利要求I至10之一項所述的裝置，其特征在于，該裝置包括至少一個偏振選擇的分束器(21)，由該分束器能將激光輻射(Id)反射到工作區域(4)中。12.按照權利要求11所述的裝置，其特征在于，該裝置包括至少一個偏振旋轉器(22)，所述偏振旋轉器能夠使穿過分束器(21)之前和/或以后的激光輻射(l、le)的偏振方向旋轉，特別是旋轉90°。13.按照權利要求I至12之一項所述的裝置，其特征在于，光學裝置包括至少一個透鏡陣列結構(12、13、14、15)，所述透鏡陣列結構這樣設置在裝置中，使得激光輻射(I)的穿過工作區域(4)的部分在轉回工作區域(4)中之前能穿過所述至少一個透鏡陣列結構(12、13、14、15)，通過所述至少一個透鏡陣列結構(12、13、14、15)能夠減少或防止激光輻射(I)的再次被導回工作區域(4)中的部分的焦點區域的瑞利長度減小。14.一種用于使線形的光分布(C)從第一平面向第二平面內的投射的裝置，其中光分布(C)的光具有波長λ ,包括 至少部分透明的第一基質(12a)，第一基質(12a)在第一基質(12a)的相互對置的表面上具有圓柱形透鏡(18)的第一陣列(16)和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：V·利索特申克，A·米哈伊洛夫，N·約雷明，Y·科羅圖史金，
申請(專利權)人：LIMO專利管理有限及兩合公司，
類型：
國別省市：