本發(fā)明涉及一種用于將輸入激光射束轉(zhuǎn)換成線狀的輸出射束的光學(xué)裝置、一種包括這種光學(xué)裝置的激光系統(tǒng)和一種用于控制在用于將輸入激光射束轉(zhuǎn)換成線狀的輸出射束的光學(xué)裝置中的兩個(gè)透鏡陣列中的至少一個(gè)透鏡陣列處的移位裝置的方法。
背景技術(shù):
1、所涉及的激光系統(tǒng)用于產(chǎn)生具有強(qiáng)度分布的尤其高強(qiáng)度的輻射,所述輻射具有線狀地延伸的射束橫截面。在下文中,將通過(guò)線狀的延展限定的軸線稱為強(qiáng)度分布的“長(zhǎng)軸”。垂直于線狀的延展的和垂直于傳播方向的軸線也稱為“短軸”。
2、為了描述射束的幾何關(guān)系,分別采用局部坐標(biāo)系,其中長(zhǎng)軸(x)、短軸(y)和傳播方向(z)限定所取向的、右手的笛卡爾坐標(biāo)系。
3、所提及的線狀的射束型廓例如用于處理(例如回火、退火)玻璃或半導(dǎo)體的表面。在此,基本上垂直于長(zhǎng)軸地在待加工的表面上掃描線狀的射束型廓。通過(guò)輻射例如可以觸發(fā)再結(jié)晶過(guò)程、表面熔化、外來(lái)材料到待處理材料中的擴(kuò)散過(guò)程或表面的區(qū)域中的其他相變。這種加工過(guò)程例如在制造tft顯示器中、在摻雜半導(dǎo)體時(shí)、在制造太陽(yáng)能電池時(shí)使用,但是也用于制造美觀地設(shè)計(jì)的用于建筑目的的玻璃表面。
4、對(duì)于上述的加工過(guò)程重要的是,強(qiáng)度型廓沿著長(zhǎng)軸具有盡可能均勻的、基本上恒定的強(qiáng)度變化曲線,并且強(qiáng)度型廓沿著短軸符合對(duì)應(yīng)的品質(zhì)要求。然而,在實(shí)踐中,強(qiáng)度型廓通常在強(qiáng)度變化曲線中具有局部不均勻性,所述局部不均勻性例如通過(guò)干涉?zhèn)斡?例如規(guī)則的衍射圖樣)和/或光學(xué)工具的缺陷和形狀誤差(例如像差誤差)和/或光學(xué)工具通過(guò)顆粒導(dǎo)致的污染(導(dǎo)致工作平面上的陰影投射)引起。
5、為了減少干涉?zhèn)斡?,從de?102020108647?a1中已知一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的光學(xué)裝置,所述光學(xué)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)提供非常均勻的強(qiáng)度變化曲線。然而期望的是,提供比這借助已知光學(xué)裝置可行的仍均勻得多的強(qiáng)度變化曲線。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、因此,本發(fā)明的目的是利用對(duì)應(yīng)的光學(xué)裝置和對(duì)應(yīng)的激光系統(tǒng)提供一種相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)仍更均勻的強(qiáng)度變化曲線。
2、所述目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此提出一種用于將輸入激光射束轉(zhuǎn)換成線狀的輸出射束的光學(xué)裝置,所述線狀的輸出射束沿著傳播方向傳播并且所述線狀的輸出射束在工作平面中具有線狀的、沿著線方向延展的具有非零(nichtverschwindend)強(qiáng)度的射束橫截面,其中光學(xué)裝置具有:改形光學(xué)工具(umformoptik),所述改形光學(xué)工具具有輸入孔和輸出孔,輸入激光射束可以穿過(guò)所述輸入孔入射,其中改形光學(xué)工具構(gòu)造為,使得穿過(guò)輸入孔入射的輸入激光射束轉(zhuǎn)換成穿過(guò)輸出孔出射的具有多個(gè)射束段的射束組;均勻化光學(xué)工具和至少一個(gè)變換透鏡機(jī)構(gòu),其中均勻化光學(xué)工具構(gòu)造用于,沿著線方向使射束組的不同的射束段混勻,并且其中變換透鏡機(jī)構(gòu)構(gòu)造為,使得將混勻的射束段疊加成線狀的輸出射束,并且其中均勻化光學(xué)工具包括第一透鏡陣列和在光路中連接在第一透鏡陣列后方的第二透鏡陣列;以及移位裝置,所述移位裝置具有執(zhí)行器,所述執(zhí)行器可以根據(jù)主控制模式由移位裝置的控制裝置控制,以使第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列移位,其中控制裝置具有至少一個(gè)附加控制模式,所述附加控制模式配置用于至少部分地調(diào)整第二透鏡陣列(或執(zhí)行器從而第二透鏡陣列)的移位運(yùn)動(dòng)的可通過(guò)主控制模式預(yù)設(shè)的或通過(guò)主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度,以使線狀的輸出射束均勻化。
3、借此,光學(xué)裝置是用于將輸入激光射束轉(zhuǎn)換成具有線狀的強(qiáng)度型廓的輸出射束的設(shè)備。就其而言,輸出射束(在空間中心)在傳播方向上傳播并且具有強(qiáng)度分布,所述強(qiáng)度分布在光學(xué)裝置的光學(xué)工作平面中具有沿著一個(gè)方向的線狀走向的射束橫截面,所述方向在當(dāng)前上下文中稱為“線方向”。因?yàn)樯涫诖┻^(guò)光學(xué)裝置時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)方案可以一次或多次偏轉(zhuǎn),所以線方向應(yīng)理解為,射束橫截面局部地沿著線方向在長(zhǎng)度上拉長(zhǎng)。
4、光學(xué)裝置包括改形光學(xué)工具,所述改形光學(xué)工具具有輸入孔和輸出孔,輸入激光射束可以穿過(guò)所述輸入孔入射。輸出孔尤其長(zhǎng)形地沿著輸出孔縱向方向延伸。尤其是,輸出孔沿著輸出孔縱向方向的尺寸明顯大于垂直于輸出孔縱向方向的尺寸。
5、改形光學(xué)工具構(gòu)造為,使得通過(guò)輸入孔入射的輸入激光射束轉(zhuǎn)換成通過(guò)輸出孔出射的射束組。尤其是,射束組在理論觀察平面中在輸出孔的后方總體上已經(jīng)形成長(zhǎng)形的強(qiáng)度分布,尤其已經(jīng)具有基本上線狀的特征。射束組包括多個(gè)射束段,所述射束段尤其分布在優(yōu)選地長(zhǎng)形的輸出孔上,并且優(yōu)選地完全填滿輸出孔。
6、射束組在當(dāng)前上下文中尤其表示可以數(shù)學(xué)地通過(guò)矢量場(chǎng)描述的光分布,其中每個(gè)空間點(diǎn)局部地分配給所屬的電磁場(chǎng)的坡印亭矢量。
7、改形光學(xué)工具尤其構(gòu)造用于從盡可能相干的輸入激光射束中產(chǎn)生射束組,所述射束組具有降低的空間相干性或者甚至基本上是不相干的。
8、輸出射束的特性也決定性地受到改形光學(xué)工具的設(shè)計(jì)方案的影響。在改形光學(xué)工具中的光學(xué)過(guò)程是復(fù)雜的并且尤其也影響光分布的空間相干性,這又對(duì)于構(gòu)造干擾性的干涉?zhèn)斡笆菦Q定性的。優(yōu)選地,改形光學(xué)工具構(gòu)造為,使得在具有高的空間相干性的輸入激光射束穿過(guò)輸入孔入射時(shí),從輸出孔出射的射束組具有明顯降低的空間相干性,尤其是不相干的。由此減少或完全避免在光路中后續(xù)的均勻化和/或聚焦時(shí)的干涉效應(yīng),由此可以進(jìn)一步降低強(qiáng)度變化曲線中的不均勻性。
9、光學(xué)裝置還包括均勻化光學(xué)工具,所述均勻化光學(xué)工具構(gòu)造用于沿著線方向疊加和混勻射束組的不同的射束段,使得強(qiáng)度變化曲線關(guān)于射束橫截面長(zhǎng)形地延伸的方向均勻化。
10、均勻化光學(xué)工具包括第一透鏡陣列和在光路中連接在第一透鏡陣列后方的第二透鏡陣列。透鏡陣列在當(dāng)前上下文中尤其表示多個(gè)透鏡的布置。透鏡的布置可以是不規(guī)則的,或者透鏡可以以規(guī)則圖案彼此并排地設(shè)置。
11、可行的是,第一透鏡陣列和第二透鏡陣列分別具有多個(gè)沿著相應(yīng)的柱軸線延伸的柱形透鏡。為了特別有效地混勻射束組的射束段,尤其有利的是,柱形透鏡在幾何上的尺寸確定成,使得射束組穿過(guò)多個(gè)并排的柱形透鏡。有效的均勻化例如可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):相應(yīng)的柱軸線垂直于傳播方向且垂直于線方向伸展。尤其是,柱形透鏡沿著相應(yīng)的柱軸線無(wú)拱起地構(gòu)造。
12、光學(xué)裝置還包括在光路中連接在均勻化光學(xué)工具后方的變換透鏡機(jī)構(gòu)。變換透鏡機(jī)構(gòu)構(gòu)造為,使得混勻的射束段疊加成線狀的輸出射束并且均勻化。就其而言,變換透鏡機(jī)構(gòu)尤其也有助于均勻化。為此,工作平面例如可以在變換透鏡機(jī)構(gòu)的焦點(diǎn)區(qū)域中伸展。例如可設(shè)想,從所檢測(cè)的輻射的每個(gè)區(qū)域?qū)⑸涫尉劢沟窖刂€方向的不同的、優(yōu)選全部的區(qū)域中。
13、變換透鏡機(jī)構(gòu)尤其構(gòu)造用于,將由均勻化光學(xué)工具混勻的射束段(中間射束組)疊加成線狀的輸出射束,使得在工作平面中出現(xiàn)希望的線狀的強(qiáng)度分布。為了所述目的,變換透鏡機(jī)構(gòu)優(yōu)選地構(gòu)造為折射傅立葉光學(xué)工具或構(gòu)造為(尤其是非成像地作用的)傅立葉透鏡。例如可設(shè)想作為菲涅爾波帶片的設(shè)計(jì)方案。
14、光學(xué)裝置還包括移位裝置,所述移位裝置構(gòu)造用于使均勻化光學(xué)工具的第二透鏡陣列相對(duì)于均勻化光學(xué)工具的第一透鏡陣列移位。為了移位,移位裝置具有由控制裝置操控的執(zhí)行器。就其而言,執(zhí)行器與第二透鏡陣列可運(yùn)動(dòng)地耦合,使得執(zhí)行器的操縱觸發(fā)第二透鏡陣列的運(yùn)動(dòng)或第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的移位。執(zhí)行器可以涉及馬達(dá)。執(zhí)行器例如可以涉及振動(dòng)線圈、壓電執(zhí)行器和/或其它線性馬達(dá)。
15、移位裝置還可以包括殼體框架和用于保持第二透鏡陣列的保持裝置。保持裝置尤其可以可移動(dòng)地支承在殼體框架處。這種設(shè)計(jì)方案是穩(wěn)健的并且即使在相對(duì)快的移位的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)第二透鏡陣列的可靠的保持。優(yōu)選地,保持裝置支承在殼體框架處,使得所述保持裝置可以沿著線方向來(lái)回移動(dòng)。在此優(yōu)選的是,保持裝置例如經(jīng)由至少一個(gè)固體軸承支承在殼體框架處。也可設(shè)想經(jīng)由滾動(dòng)軸承或借助于空氣彈簧的支承。支承裝置原則上能夠?qū)崿F(xiàn),保持裝置在振動(dòng)運(yùn)動(dòng)中相對(duì)于殼體框架來(lái)回移位。就其而言,移位裝置構(gòu)造為,使得保持裝置可以相對(duì)于殼體框架來(lái)回振動(dòng)。在所述上下文中,特別優(yōu)選的是,支承裝置(例如至少一個(gè)固體軸承)的剛度與保持裝置相對(duì)于殼體框架的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的頻率相協(xié)調(diào)。但是,用于協(xié)調(diào)振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的剛度也可以通過(guò)將保持裝置與殼體框架耦合的單獨(dú)的彈簧機(jī)構(gòu)來(lái)提供。
16、第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的移位尤其引起從均勻化光學(xué)工具中出射的(混勻的)射束組(在下文中,從均勻化光學(xué)工具中出射的混勻的射束組也稱為“中間射束組”)的強(qiáng)度分布的改變。尤其是,第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的移位引起中間射束組的射束段的角度分布的改變和/或中間射束組的射束重心(即在整個(gè)中間射束組的射束橫截面上的強(qiáng)度分布的重心)的空間移動(dòng)。
17、中間射束組的射束段的角度分布的改變(換言之中間射束組的傳播方向的改變)引起中間射束組以改變的角度射到變換透鏡機(jī)構(gòu)上,所述變換透鏡機(jī)構(gòu)在光路中跟隨均勻化光學(xué)工具。尤其是,在變換透鏡機(jī)構(gòu)處的這種角度變化引起輸出射束的射束重心的空間移動(dòng)。換言之,因此可以通過(guò)第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的移位使輸出射束的射束重心在空間上移動(dòng)。這能夠?qū)崿F(xiàn),通過(guò)第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的時(shí)間相關(guān)的移位,使輸出射束時(shí)間相關(guān)地在空間上移動(dòng)從而在時(shí)間上平均地對(duì)干擾性的干涉效應(yīng)進(jìn)行平滑。
18、相反,中間射束組的射束重心的空間移動(dòng)引起,中間射束組在改變的位置處射到變換透鏡機(jī)構(gòu)上。中間射束組的這種空間移動(dòng)尤其引起輸出射束的射束分量的角度分布的改變。換言之,通過(guò)改變中間射束組的空間位置來(lái)改變輸出射束的傳播方向。
19、通過(guò)第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的時(shí)間相關(guān)的移位,就其而言,在光路中連接在光學(xué)裝置后方的區(qū)域(例如另外的光學(xué)機(jī)構(gòu))可以從不同的方向被照明。因此,同樣時(shí)間相關(guān)地從不同的方向照明在光路中在光學(xué)裝置后方的污物(例如在后續(xù)的光學(xué)機(jī)構(gòu)上的顆粒狀污物),使得時(shí)間相關(guān)地改變由所述污物產(chǎn)生的陰影投射從而平均地進(jìn)行平滑。由此可以減小在強(qiáng)度變化曲線中通過(guò)陰影投射產(chǎn)生的不均勻性。此外,可以減小從光學(xué)工具的成型準(zhǔn)確性中得出的不均勻性。
20、總之,其移位裝置借助在此稱為主控制模式的控制模式運(yùn)行的這種光學(xué)裝置能夠?qū)崿F(xiàn),在時(shí)間上平均地對(duì)強(qiáng)度分布中的局部不均勻性進(jìn)行平滑,從而實(shí)現(xiàn)在工件的表面加工時(shí)的明顯改進(jìn)的工藝結(jié)果。此外,控制裝置但是也包括至少一個(gè)附加控制模式。
21、控制模式在此尤其理解為控制裝置的如下操作:所述操作在控制裝置方面被實(shí)現(xiàn),以便給執(zhí)行器提供對(duì)應(yīng)的指令或控制命令。操作或控制模式可以在尤其可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)的控制裝置或移位裝置中存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器上并且可以被調(diào)用以實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行器可以在實(shí)現(xiàn)控制模式時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的控制模式傳輸給執(zhí)行器的控制命令,從而引起第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的周期性移位,其中尤其在往復(fù)的運(yùn)動(dòng)模式中進(jìn)行的移位運(yùn)動(dòng)在其實(shí)際頻率和/或?qū)嶋H幅度方面與呈控制裝置的控制命令形式的預(yù)設(shè)(vorgabe)相關(guān)??刂泼罹推涠园ㄓ糜趫?zhí)行器或與其可運(yùn)動(dòng)地連接的第二透鏡陣列的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度的預(yù)設(shè)。因?yàn)樵谄谕岛蛯?shí)際值之間可能出現(xiàn)偏差,所以關(guān)于此在值之間進(jìn)行區(qū)分。
22、借此,主控制模式和至少一個(gè)附加控制模式分別是控制裝置的操作,所述操作確定目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度的預(yù)設(shè),以及完全特別地確定其變化、即相應(yīng)的預(yù)設(shè)的變化?,F(xiàn)在主控制模式原則上控制第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列的周期性的移位,即尤其應(yīng)實(shí)現(xiàn)哪個(gè)目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度,從而移位裝置僅能夠以主控制模式正常工作,而至少一個(gè)附加的附加控制模式通過(guò)至少部分地調(diào)整或修改由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度來(lái)確保線狀的輸出射束的強(qiáng)度分布的超出純移位運(yùn)動(dòng)的均勻化,尤其確保移位運(yùn)動(dòng)的改進(jìn)以提高線狀的輸出射束的強(qiáng)度分布的均勻性。由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度因此在線狀的輸出射束的強(qiáng)度分布的更高的均勻性的方向上進(jìn)一步調(diào)整。這尤其在目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度變化時(shí)是重要的,如這尤其在目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度隨機(jī)變化時(shí)出現(xiàn)的那樣。為此,可以根據(jù)附加控制模式使用不同的調(diào)整策略或調(diào)整方案,如稍后進(jìn)一步闡述的那樣。在此可行的是,主控制模式和附加控制模式分別彼此分開(kāi)地通過(guò)控制裝置或但也組合地作為共同的控制模式來(lái)實(shí)施。就其而言,無(wú)需在物理方面、例如作為程序代碼存在可準(zhǔn)確分開(kāi)的不同的控制模式,而是更確切地說(shuō)其功能方式是決定性的,如其在本文中描述的那樣。
23、為了實(shí)現(xiàn)沿著線方向的特別均勻的強(qiáng)度變化曲線,優(yōu)選的是,移位裝置構(gòu)造用于,使第二透鏡陣列沿著線方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)。于是,輸出射束的射束重心同樣沿著線方向、即沿著長(zhǎng)軸來(lái)回運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地,進(jìn)行具有改變的、尤其隨機(jī)改變的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度的來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
24、優(yōu)選地,移位裝置構(gòu)造用于,使第二透鏡陣列以往復(fù)的運(yùn)動(dòng)模式相對(duì)于第一透鏡陣列移位。尤其是,改變的時(shí)間尺度與光學(xué)裝置的應(yīng)用領(lǐng)域的工藝時(shí)間相比短,使得沿著線方向的空間上均勻的強(qiáng)度有效地起作用。尤其是,往復(fù)的意味著,初始配置以振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方式一再被采用或運(yùn)行(durchlaufen)。所述振動(dòng)運(yùn)動(dòng)原則上可以是周期性的或非周期性的。可設(shè)想,第二透鏡陣列圍繞參考位置來(lái)回運(yùn)動(dòng)。但是優(yōu)選地,往復(fù)的運(yùn)動(dòng)不是周期性地以確定的頻率進(jìn)行,而是以改變的、尤其隨機(jī)改變的頻率和/或幅度、尤其混沌地進(jìn)行。優(yōu)選地,占主導(dǎo)的頻率量值處于50hz-150hz的范圍內(nèi),尤其處于75hz-125hz的范圍內(nèi)(這在當(dāng)前上下文中尤其意味著,運(yùn)動(dòng)模式的傅里葉頻譜在所謂的占主導(dǎo)的頻率量值中具有相對(duì)高的幅度)。
25、優(yōu)選地,至少一個(gè)附加控制模式配置用于,根據(jù)至少一個(gè)附加控制模式的預(yù)設(shè)的調(diào)整方案來(lái)調(diào)整目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度。這意味著,總是可以按照相同的方案調(diào)整預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度,這就其而言通過(guò)相應(yīng)的附加控制模式來(lái)預(yù)設(shè)。借此,以簡(jiǎn)單的方式和方法根據(jù)對(duì)目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)用于增加均勻性的已知方案。
26、有利地,第一附加控制模式設(shè)置用于,通過(guò)在時(shí)間上連續(xù)的目標(biāo)頻率變化來(lái)執(zhí)行目標(biāo)頻率的由主控制模式預(yù)設(shè)的變化。借此,與不連續(xù)的或跳變地實(shí)現(xiàn)由主控制模式預(yù)設(shè)的和新的、可以低于或高于當(dāng)前預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率的目標(biāo)頻率不同,避免執(zhí)行器為此必須產(chǎn)生特別高的力。替代于此,由執(zhí)行器提供的用于移位運(yùn)動(dòng)的力可以連續(xù)地增大或減小,以便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)頻率的相應(yīng)變化。因?yàn)楸苊鈭?zhí)行器的可能通過(guò)系統(tǒng)激勵(lì)引起強(qiáng)度分布的變差的均勻性的高的力、尤其最大力,所以可以通過(guò)所述措施提高均勻性。因此,在第一附加控制模式之后的調(diào)整方案是,對(duì)于目標(biāo)頻率變化始終執(zhí)行在時(shí)間方面連續(xù)的、在當(dāng)前目標(biāo)頻率與預(yù)設(shè)目標(biāo)頻率之間的過(guò)渡。
27、在此優(yōu)選的是,在時(shí)間上連續(xù)的目標(biāo)頻率變化通過(guò)目標(biāo)頻率的在預(yù)設(shè)的時(shí)間段上的變化的斜坡來(lái)設(shè)置。借此,在執(zhí)行器的頻率關(guān)于時(shí)間的變化曲線中,在當(dāng)前目標(biāo)頻率與預(yù)設(shè)目標(biāo)頻率之間可看出在兩個(gè)頻率之間的斜坡,所述斜坡確保目標(biāo)頻率連續(xù)地升高或降低。斜坡尤其可以是線性斜坡或具有在目標(biāo)頻率關(guān)于時(shí)間的變化曲線中的直線的構(gòu)型。
28、在此優(yōu)選的是,預(yù)設(shè)的時(shí)間段為周期性的移位運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)周期持續(xù)時(shí)間。已經(jīng)表明,所述最小時(shí)間段一方面關(guān)于提高線狀的輸出射束在頻率改變時(shí)的強(qiáng)度變化曲線的均勻性是有利的,以及另一方面關(guān)于在目標(biāo)頻率變化之間分別預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率下移位運(yùn)動(dòng)的剩余時(shí)間是有利的。
29、此外有利地,第二附加控制模式配置用于,根據(jù)分配規(guī)則調(diào)整由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度,使得執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)整的目標(biāo)幅度,所述經(jīng)調(diào)整的目標(biāo)幅度實(shí)現(xiàn)第二透鏡陣列的移位的以下實(shí)際幅度:所述實(shí)際幅度比在實(shí)現(xiàn)由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度時(shí)的實(shí)際幅度更接近由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度。第二附加控制模式基于如下認(rèn)識(shí),執(zhí)行器尤其在頻率增大時(shí)可以實(shí)現(xiàn)可能僅具有值得一提的偏差的預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度作為實(shí)際幅度。因?yàn)閳?zhí)行器的力需求以二次方隨頻率上升。然而,通過(guò)分配規(guī)則可以考慮關(guān)于校準(zhǔn)的所述限制。在此,分配規(guī)則例如可以通過(guò)仿真和/或試驗(yàn)來(lái)求取并且例如可以呈一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)、表格、圖形等的形式。
30、分配規(guī)則尤其可以構(gòu)造為,使得其針對(duì)不同的目標(biāo)頻率將經(jīng)調(diào)整的目標(biāo)幅度分別分配給實(shí)際幅度。根據(jù)主控制模式的可預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度在此是真正的實(shí)際幅度,但是所述實(shí)際幅度與目標(biāo)頻率相關(guān)地可能達(dá)不到?,F(xiàn)在通過(guò)分配規(guī)則分配和使用經(jīng)調(diào)整的目標(biāo)幅度,使得也實(shí)現(xiàn)希望的實(shí)際幅度。例如,分配規(guī)則可以是查閱表,其針對(duì)不同的實(shí)際幅度將相應(yīng)的目標(biāo)頻率分配給目標(biāo)幅度。通過(guò)根據(jù)分配規(guī)則預(yù)設(shè)目標(biāo)幅度,因此確保至少近似地達(dá)到希望的實(shí)際幅度。
31、最后優(yōu)選的是,第三附加控制模式配置用于,預(yù)設(shè)用于第二透鏡陣列或與其可運(yùn)動(dòng)地連接的執(zhí)行器的尤其周期性的移位運(yùn)動(dòng)的過(guò)零(nulldurchgang)的、由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度變化。換言之,通過(guò)第三附加控制模式在時(shí)間上時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)地預(yù)設(shè)目標(biāo)幅度或預(yù)設(shè)時(shí)刻,使得其處于移位運(yùn)動(dòng)的過(guò)零中,從而可以通過(guò)執(zhí)行器確保在相應(yīng)兩個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度之間的柔和的過(guò)渡。因此,替代在目標(biāo)幅度變化之間的分別固定地限定的時(shí)間段,所述時(shí)間段尤其縮短或延長(zhǎng)到直至達(dá)到下一過(guò)零。由此可以避免在執(zhí)行器中的高的力響應(yīng)和伴隨于此的在目標(biāo)幅度變化時(shí)的負(fù)荷,這又可能引起線狀的輸出射束的強(qiáng)度變化曲線的不均勻性。
32、雖然在上文中描述了三個(gè)附加控制模式,其用第一、第二和第三表示,但是可以單獨(dú)地或以任意彼此組合的方式使用所述附加控制模式中的每個(gè)附加控制模式,或者將其設(shè)置在控制裝置中,以便使線狀的輸出射束的強(qiáng)度變化曲線均勻化。在此特別有利的是附加控制模式中的多個(gè)或所有附加控制模式的組合,以便實(shí)現(xiàn)線狀的輸出射束的強(qiáng)度變化曲線的盡可能好的均勻化。
33、優(yōu)選地,目標(biāo)頻率尤其可以處于50hz-200hz、尤其50hz-150hz的頻率范圍內(nèi),更尤其處于75hz-125hz的范圍內(nèi)。這已經(jīng)表明為關(guān)于線狀的輸出射束的強(qiáng)度變化曲線的均勻性和可達(dá)到的衰減的最優(yōu)范圍。
34、也優(yōu)選的是,目標(biāo)頻率的可由主控制模式預(yù)設(shè)的變化不超過(guò)25hz、尤其20hz、還尤其15hz和完全特別10hz的最大值。在移位運(yùn)動(dòng)中的這種變化已經(jīng)表明為關(guān)于線狀的輸出射束的均勻性是最優(yōu)的。
35、此外,開(kāi)頭提及的目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求13的激光系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。激光系統(tǒng)配置用于產(chǎn)生具有強(qiáng)度分布的線狀的輸出激光射束,所述輸出激光射束在射束橫截面中具有線狀的強(qiáng)度型廓。
36、激光系統(tǒng)由至少一個(gè)用于輸出輸入激光射束的激光光源饋送并且包括上述類型的光學(xué)裝置,用于將輸入激光射束轉(zhuǎn)換成線狀的輸出射束。光學(xué)裝置設(shè)置成,使得輸入激光射束由激光光源饋送。
37、激光光源尤其可以適合于或設(shè)計(jì)用于多模運(yùn)行。激光光源的激光輻射原則上可以直接入射到光學(xué)裝置中。然而也可設(shè)想,激光系統(tǒng)還包括預(yù)成形光學(xué)工具,借助于所述預(yù)成形光學(xué)工具使激光輻射在進(jìn)入光學(xué)裝置中之前改形。預(yù)成形光學(xué)工具例如可以構(gòu)造為準(zhǔn)直光學(xué)裝置。例如,預(yù)成形光學(xué)工具可以變形地起作用,使得輸入激光射束具有橢圓形的射束橫截面。
38、在此,本文中關(guān)于光學(xué)裝置描述的特征似乎關(guān)于激光系統(tǒng)適用,并且反之亦然。
39、開(kāi)頭提及的目的也通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求14的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述方法用于控制光學(xué)裝置中的兩個(gè)透鏡陣列中的一個(gè)透鏡陣列處的移位裝置,所述光學(xué)裝置用于將輸入激光射束轉(zhuǎn)換成線狀的輸出射束,所述線狀的輸出射束沿著傳播方向傳播并且在工作平面中具有線狀的、沿著線方向延展的、具有非零強(qiáng)度的射束橫截面,其中光學(xué)裝置具有:改形光學(xué)工具,所述改形光學(xué)工具具有輸入孔和輸出孔,所述輸入激光射束可以穿過(guò)所述輸入孔入射,其中改形光學(xué)工具構(gòu)造為,使得穿過(guò)輸入孔入射的輸入激光射束轉(zhuǎn)換成穿過(guò)輸出孔出射的、具有多個(gè)射束段的射束組(strahlpaket);均勻化光學(xué)工具和至少一個(gè)變換透鏡機(jī)構(gòu),其中均勻化光學(xué)工具構(gòu)造用于,沿著線方向?qū)⑸涫M的不同的射束段混勻,并且其中變換透鏡機(jī)構(gòu)構(gòu)造為,使得將混勻的射束段疊加成線狀的輸出射束,并且其中均勻化光學(xué)工具包括第一透鏡陣列和在光路中連接在第一透鏡陣列后方的第二透鏡陣列;以及移位裝置,所述移位裝置具有執(zhí)行器和控制裝置,其中所述方法具有借助于控制裝置根據(jù)主控制模式控制移位裝置以使第二透鏡陣列相對(duì)于第一透鏡陣列移位的步驟,其中在控制時(shí),通過(guò)至少一個(gè)附加控制模式調(diào)整第二透鏡陣列的移位運(yùn)動(dòng)的通過(guò)主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率和/或目標(biāo)幅度,以使線狀的輸出射束均勻化。
40、在所述方法中,可以通過(guò)第一附加控制模式通過(guò)在時(shí)間上連續(xù)的目標(biāo)頻率變化執(zhí)行目標(biāo)頻率的由主控制模式預(yù)設(shè)的變化。替選地或附加地,在所述方法中可以通過(guò)第二附加控制模式根據(jù)分配規(guī)則調(diào)整由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度,使得執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)整的目標(biāo)幅度,所述經(jīng)調(diào)整的目標(biāo)幅度實(shí)現(xiàn)第二透鏡陣列的移位的以下實(shí)際幅度:所述實(shí)際幅度比在實(shí)現(xiàn)由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度時(shí)的實(shí)際幅度更接近由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度。替選地或附加地,在所述方法中可以通過(guò)第三附加控制模式預(yù)設(shè)用于第二透鏡陣列的移位運(yùn)動(dòng)的過(guò)零的由主控制模式預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度。
41、在此,在本文中關(guān)于光學(xué)裝置和激光系統(tǒng)描述的特征似乎關(guān)于方法適用并且分別反之亦然。尤其是,所述方法可以配置用于在本文中描述的光學(xué)裝置上執(zhí)行。