[發明專利]用于材料加工的方法和設備

在審

• 申請號: 201880057378.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN111278596A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: D.佩特林;F.施奈德;S.施托亞諾夫
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/064;B23K26/36;B23K26/21;B23K26/00;G02B19/00;G02B27/09
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉晗曦;劉春元

1.一種用于材料加工的設備，所述設備具有電磁輻射的至少一個射束源（1），其中所述射束源以限定的功率密度分布發出輻射（2），所述設備還具有使所述射束源（1）的所述輻射（2）變化地成形并且聚焦的射束成形光學裝置（5），其中經聚焦的所述輻射（2）的光軸被表示為射束軸（3），所述光軸對準加工區（10），并且所述設備具有將所述輻射（2）保持在輻射（2）和材料（9）的在所述加工區（10）中形成的和移動的相互作用面（14）的區域中的裝置，其中所發出的所述輻射（2）具有第一射束參數乘積（beam parameter product - BPP1）并且其中在其中所述輻射（2）與所述材料（9）處于相互作用的所述加工區（10）中的所述輻射（2）具有第二射束參數乘積（BPP2），其特征在于，設置如下調整裝置（15），所述調整裝置通過改變至少一個光學元件（6,7）的光學特性或位置而使所述第二射束參數乘積（BPP2）變化，其中所述射束成形光學裝置（5）的至少一個第一光學元件（6）產生和/或擴大像差的數值，并且所述射束成形光學裝置（5）的至少一個第二光學元件（7）通過調整所述調整裝置（15）通過改變所述至少一個第一光學元件（6）或第二光學元件（7）的光學特性或位置而使按照數值地產生的或擴大的像差這樣改變，使得在所述加工區（10）中的所述輻射（2）具有要調整的第二射束參數乘積（BPP2）。

2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述射束成形光學裝置（5）的所述至少一個第一光學元件（6）產生或擴大負的像差的數值，并且所述射束成形光學裝置（5）的所述至少一個第二光學元件（7）通過調整所述調整裝置（15）通過改變所述至少一個第一光學元件（6）或所述第二光學元件（7）的所述光學特性或位置而這樣改變按照數值地產生的或擴大的負的像差，使得在所述加工區（10）中的所述輻射（2）具有要調整的第二射束參數乘積（BPP2）。

3.根據權利要求1或2所述的設備，其特征在于，利用所述調整裝置（15）最小能調整的第二射束參數乘積（BPP2_min）不低于所述第一射束參數乘積（BPP1）的值并且優選地等于或略大于所述第一射束參數乘積（BPP1）并且利用所述調整裝置（15）最大能調整的所述第二射束參數乘積（BPP2_max）至少為利用所述調整裝置（15）最小能調整的所述第二射束參數乘積（BPP2_min）的兩倍、優選5至20倍。

4.根據權利要求1至3其中任意一項所述的設備，其特征在于，所述射束成形光學裝置（5）在所述輻射（2）的傳播方向上來看，被布置在射束準直光學裝置（4）的輸出側。

5.根據權利要求1至3其中任意一項所述的設備，其特征在于，以所述第一射束參數乘積（BPP1）入射到所述射束成形光學裝置（5）中的輻射是未準直的輻射。

6.根據權利要求1至5其中任意一項所述的設備，其特征在于，經聚焦的輻射（2）的射束腰（11）與所述射束成形光學裝置（5）的固定的參考面（13）的腰間距（12）在所述第二射束參數乘積（BPP2）的變化情況下是恒定的或者在預先給定的界限（18）中變化。

7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，在經聚焦的輻射（2）的射束腰（11）到所述射束成形光學裝置（5）的固定的參考平面（13）的變化的腰間距（12）的情況下在所述第二射束參數乘積（BPP2）的變化情況下，所述腰間距（12）由此在預先給定的界限（19）中變化，其方式為，至少所述第一光學元件（6）和第二光學元件（7）這樣設計，使得至少在改變所述第一光學元件（6）或第二光學元件（7）其中至少之一的光學特性或位置的情況下使所述腰間距（12）保留在預先給定的界限（18）之內。

8.根據權利要求6或7所述的設備，其特征在于，所述射束成形光學裝置（5）具有第三光學元件（8），所述第三光學元件在自身的位置或自身的光學特性方面是能夠改變的，使得所述腰間距（12）在預先給定的界限（18）中變化地能夠調整或是恒定的。