[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生可變多焦點(diǎn)輪廓的光學(xué)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980048148.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN112534309B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·蒂爾科恩;D·弗拉姆;J·黑爾斯特恩;A·海梅斯;張力文;M·普羅索托維奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通快激光有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G02B3/00
• 分類號(hào): G02B3/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

1.一種用于由至少基本上準(zhǔn)直的激光射束(3)產(chǎn)生多焦點(diǎn)輪廓(20)的光學(xué)裝置(1)，其中，所述光學(xué)裝置(1)提供射束路徑(4)，依次穿過：

-多個(gè)微透鏡陣列(MLA1至MLA4)，其中，所述微透鏡陣列(MLA1至MLA4)的微透鏡(5，5a，5b)具有統(tǒng)一的孔徑a，其中，所述微透鏡陣列(MLA1至MLA4)的整體(8)具有有效焦距f_ML；

-傅里葉透鏡裝置(6)；

其特征在于，

所述光學(xué)裝置(1)具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)，借助所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)所述射束路徑(4)中所述微透鏡陣列(MLA1至MLA4)中的至少若干微透鏡陣列的彼此之間的光學(xué)間距(d，d1，d2，t)，從而能夠設(shè)定所述微透鏡陣列(MLA1至MLA4)的整體(8)的有效焦距f_ML，

所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)具有多個(gè)調(diào)節(jié)位置i＝1，...，M，其中，M是自然數(shù)≥2，i是調(diào)節(jié)位置索引，在所述調(diào)節(jié)位置處，項(xiàng)分別基本上平滑地得出自然數(shù)N_i，其中，在所述調(diào)節(jié)位置i處分別適用：

其中，λ是所述激光射束(3)的平均波長(zhǎng)，f_ML,i是所述微透鏡陣列(MLA1至MLA4)的整體(8)的通過所述調(diào)節(jié)位置i所設(shè)定的有效焦距f_ML。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)位置i處分別適用：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，所述射束路徑(4)穿過至少三個(gè)微透鏡陣列(MLA1至MLA4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，所述光學(xué)裝置(1)包括至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)光學(xué)器件，并且所述射束路徑(4)多次穿過至少一個(gè)微透鏡陣列構(gòu)件(MB1至MB2)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)包括滑塊(11至14；50)，至少兩個(gè)微透鏡陣列構(gòu)件(MB1至MB4)以固定的間距(d+t)布置在所述滑塊上，并且所述滑塊(11至14；50)相對(duì)于至少一個(gè)另外的微透鏡陣列構(gòu)件(MB1至MB4)能夠沿著射束傳播方向(z)移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，在所述射束路徑(4)中第一微透鏡陣列和第三微透鏡陣列(MLA1，MLA3)位置固定，并且在所述射束路徑(4)中第二微透鏡陣列和第四微透鏡陣列(MLA2，MLA4)布置在可移動(dòng)的滑塊(11至14；50)上，或者反之，并且，對(duì)于所述第一微透鏡陣列和所述第四微透鏡陣列(MLA1，MLA4)的焦距f₁和所述第二微透鏡陣列和所述第三微透鏡陣列(MLA2，MLA3)的焦距f₂適用：f₂＝f₁/3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，

所述光學(xué)裝置(1)還具有波長(zhǎng)色散元件(100)，所述波長(zhǎng)色散元件在所述射束路徑(4)中布置在所述微透鏡陣列(MLA1至MLA4)的整體(8)的前面，并且適合于在橫向于所述射束傳播方向(z)的方向(x)上在光譜上擴(kuò)展所述至少基本上準(zhǔn)直的激光射束(3)，

并且所述傅里葉透鏡裝置(6)構(gòu)造成具有在橫向于所述射束傳播方向(z)的方向(x)上可變的焦距(f_FL)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，所述傅立葉透鏡裝置(6)構(gòu)造為自由形狀透鏡(102)，所述自由形狀透鏡具有在橫向于所述射束傳播方向(z)的方向(x)上可變的透鏡曲率。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)裝置(1)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)是機(jī)動(dòng)化的并且具有電子控制設(shè)備(10)，其中，在所述電子控制設(shè)備(10)中，不同調(diào)節(jié)位置i是經(jīng)編程的并且能夠借助所述電子控制設(shè)備(10)自動(dòng)化地啟動(dòng)。