[發明專利]用于確定高能射束焦點位置的設備和方法

有效

• 申請號: 201380077102.7
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN105246636B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: B·雷加阿爾德
• 申請（專利權）人: 通快機床兩合公司
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 曾立

1.一種用于確定高能射束(2)在該高能射束(2)的射束方向(13)上相對于工件(3)和/或相對于設備(1)的基準輪廓(5b)的焦點位置(F、F’、F”)的設備(1)，所述設備包括：

-聚焦元件(4)，用于將所述高能射束(2)聚焦到所述工件(3)上；

-圖象檢測裝置(9)，用于借助穿過所述聚焦元件(4)延伸的觀測光路(7)來檢測所述工件(3)表面(3a)上待監測區域(15)和/或所述基準輪廓(5b)，其中，所述圖象檢測裝置(9)構造成用于形成至少一個觀測射束，所述觀測射束配屬于不同軸于所述高能射束(2)延伸的觀測方向，并且，所述圖象檢測裝置包括成像光學系統(14)，用于從所述至少一個觀測方向產生所述待監測區域(15)的和/或所述基準輪廓(5b)的至少一個圖象；以及

-分析處理裝置(19)，用于通過分析處理至少一個所拍攝的圖象來確定所述高能射束(2)射束方向(13)上的焦點位置(F、F’、F”)。

2.按照權利要求1所述的設備，其中，所述分析處理裝置(19)構造成用于，根據所述基準輪廓(5b)在至少一個所拍攝的圖象中的位置(P，P’)來確定所述高能射束(2)射束方向(13)上的焦點位置(F、F’、F”)。

3.按照權利要求1所述的設備，其中，所述圖象檢測裝置(9)構造成用于形成至少一個另外的觀測射束，所述另外的觀測射束配屬于另外的觀測方向，其中，所述成像光學系統(14)構造成用于，從至少兩個不同的觀測方向產生所述待監測區域(15)的和/或所述基準輪廓(5b)的至少兩個圖象，其中，所述分析處理裝置(19)構造成用于，通過比較式分析處理所拍攝的圖象來確定所述高能射束(2)的焦點位置(F、F’、F”)。

4.按照權利要求1至3之一所述的設備，所述設備具有照明光源(10)，用于在所述待監測區域(15)內照明所述工件(3)表面(3a)和/或用于照明所述基準輪廓(5b)。

5.按照權利要求1至3之一所述的設備，其中，所述圖象檢測裝置(9)的觀測光路(7)具有被所述基準輪廓(5b)限界的圖象檢測區域，用于檢測所述工件(3)表面(3a)上的待監測區域(15)。

6.按照權利要求3所述的設備，其中，所述分析處理裝置(19)構造成用于，通過比較式分析處理所述工件(3)表面(3a)在待監測區域(15)內的圖象來確定所述高能射束(2)相對于該工件(3)的焦點位置(F、F’、F”)。

7.按照權利要求3所述的設備，其中，所述成像光學系統(14)具有至少兩個配屬于相應觀測方向的成像光學元件(22，16a，16b)。

8.按照權利要求7所述的設備，其中，所述成像光學元件構造為柱形透鏡。

9.按照權利要求7所述的設備，其中，所述成像光學元件形成透鏡陣列(24)。

10.按照權利要求3所述的設備，其中，所述成像光學系統(14)具有偏轉裝置(26)，所述偏轉裝置具有至少兩個配屬于相應觀測方向的射束偏轉區域(26a，26b；26c，26d)。

11.按照權利要求10所述的設備，其中，所述偏轉裝置具有至少一個偏轉棱鏡(26)。

12.按照權利要求3所述的設備，其中，所述圖象檢測裝置(9)具有射束偏移裝置(28a，28b)，用于形成至少兩個配屬于相應觀測方向的觀測射束。

13.按照權利要求3所述的設備，其中，所述圖象檢測裝置(9)構造成用于在不同的時間點上形成至少兩個配屬于相應觀測方向的觀測射束。

14.按照權利要求3所述的設備，其中，所述圖象檢測裝置(9)具有至少一個遮蔽板(31)，用于形成至少兩個配屬于相應觀測方向的觀測射束。

15.按照權利要求3所述的設備，其中，所述成像光學系統(14)構造成用于，從不同觀測方向產生所述待監測區域(15)的和/或所述基準輪廓(5b)的至少三個圖象。

16.按照權利要求1至3之一所述的設備，其中，所述成像光學系統(14)具有成像光學元件(18)，用于從同軸于所述高能射束(2)的觀測方向產生所述工件(3)表面(3a)上待監測區域(15)的圖象。