[發明專利]用于非對稱光學射束成形的系統

有效

• 申請號: 201580063155.2
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN107003531B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: M·庫姆卡爾;J·克萊納;D·格羅斯曼;D·弗拉姆;M·凱澤
• 申請（專利權）人: 通快激光與系統工程有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B5/18;B23K26/064
• 代理公司: 72002 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭毅<國際申請>=PCT/EP2015/

1.一種用于對于激光射束來說很大程度上透明的材料(9)的材料加工的方法，所述材料加工通過借助脈沖式激光射束(3)產生橫向于激光射束的傳播方向(5)的非對稱形成的改性來實現，所述方法具有以下步驟：

使所述激光射束(3)射束成形來形成在所述材料(9)中的拉長的聚焦區(7)，其中，所述聚焦區(7)這樣形成，使得該聚焦區具有多個強度最大值，所述強度最大值橫向沿削平方向削平并且形成非對稱強度最大值的沿排列方向的橫向排列，

將所述聚焦區(7)定位在所述材料(9)中，

產生所述改性，并且

使所述材料(9)和所述聚焦區(7)沿或橫交于削平方向或者沿或橫交于排列方向相對運動。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述排列方向在用于行進至少部分彎曲的加工路徑的相對運動期間在橫向于所述激光射束的擴展方向的平面中轉動。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，多個削平的強度最大值在橫向于所述激光射束的擴展方向的平面中非對稱地形成。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述聚焦區通過借助具有相對于射束軸線非旋轉對稱的相位曲線的衍射光學射束成形元件(31)施加非旋轉對稱的相位曲線成形。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述非對稱聚焦區通過將相對于射束擴展方向旋轉對稱的相位曲線施加到所述激光射束(3)的橫向輸入強度特性(41)上，其中，所施加的進行射束成形的相位曲線(43)使得所述激光射束(3)配屬有反的或正常的貝塞爾射束類型的聚焦區的虛擬的或實際的光學圖像(53)，

在射束成形間距(Dp)上傳播所述激光射束(3)，在該射束成形間距之后，所施加的進行射束成形的相位曲線(43)已經將所述橫向輸入強度特性(41)轉化為橫向輸出強度特性(51)，使得所述橫向輸出強度特性(51)相比于所述橫向輸入強度特性(41)具有至少一個處于所述射束軸線(45)外部的旋轉對稱的局部最大值(49)，

阻擋所述旋轉對稱的局部最大值(49)的角度范圍，并且

將所述旋轉對稱的局部最大值(49)的未被阻擋的分量聚焦用于形成所述非對稱聚焦區

形成。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，取決于進給路徑的彎曲適配被阻擋的角度范圍，用于調節所述聚焦區的包絡范圍的縱向延展以及橫向于所述縱向延展的局部強度最大值的橫向延展。

7.根據權利要求5所述的方法，其中，適配被阻擋的角度范圍的方位角位置，用于調節所述局部強度最大值的排列方向。

8.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述強度最大值還形成非對稱強度最大值的沿擴展方向的軸向排列。

9.根據權利要求1或2所述的方法，借助以下步驟形成所述拉長的聚焦區(7)：

在所述激光射束(3)的橫向輸入強度特性(41)上施加多個進行射束成形的相位曲線(43)，其中，至少一個所施加的進行射束成形的相位曲線(43)使得所述激光射束(3)配屬有拉長的聚焦區(7)的虛擬的或實際的光學圖像(53)，

在射束成形距離(Dp)上傳播所述激光射束(3)，在該傳播之后，多個所施加的進行射束成形的相位曲線(43)已經將所述橫向輸入強度特性(41)轉化為橫向輸出強度特性(51)，使得所述橫向輸出強度特性(51)與所述橫向輸入強度特性(41)相比具有至少一個處于所述射束軸線(45)外部的局部最大值(49)，并且

將所述激光射束(3)聚焦到所述聚焦區(7)中，用于在配屬給所述虛擬的或實際的光學圖像(53)的拉長的聚焦區(7)與至少一個另外的聚焦區(1007A，1007B)的疊加、補充或干涉的情況下形成基于所述橫向輸出強度特性(51)的近場，該至少一個另外的聚焦區起源于所述多個進行射束成形的相位曲線中的至少一個另外的相位曲線，由此，使非對稱橫向強度分布關于優選方向在所述激光加工期間取向。