[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

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)具有射束路徑(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；傅立葉透鏡裝置(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，并且所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)具有多個(gè)調(diào)節(jié)位置i＝l，...，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)(公式(I)：)分別基本上平滑地得出自然數(shù)N_i，其中，λ是所述激光射束(3)的平均波長，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。借助本發(fā)明能夠以簡單的方式改變由激光射束所產(chǎn)生的焦點(diǎn)的數(shù)量，其中，獲得均勻的強(qiáng)度分布。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于由至少基本上準(zhǔn)直的激光射束產(chǎn)生多焦點(diǎn)輪廓的光學(xué)裝置，其中，該光學(xué)裝置提供射束路徑，依次穿過：

-多個(gè)微透鏡陣列，其中，這些微透鏡陣列的微透鏡具有統(tǒng)一的孔徑a，其中，這些微透鏡陣列的整體具有有效焦距f_ML，

-傅立葉透鏡裝置。

背景技術(shù)

從M.Zimmermann等人的《Refractive Micro-optics for Multi-spot andMulti-line Generation》，LPM2008-第9屆激光精密微加工國際研討會(huì)的論文中已知這樣的裝置。

激光工藝廣泛用于現(xiàn)代制造方法中。在此，激光源是顯著的成本因素。在此，通過激光工藝的并行化可以提高生產(chǎn)率。通過所謂的陣列發(fā)生器可以將激光射束劃分成多個(gè)子射束。

M.Zimmermann等人提出一種以所謂的蠅眼(英語fly’s eye)幾何形狀的光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置具有相同焦距的兩個(gè)微透鏡陣列，這兩個(gè)微透鏡陣列以對(duì)應(yīng)于該焦距的間距布置。進(jìn)入的激光射束通過兩個(gè)微透鏡陣列和一個(gè)傅立葉透鏡。在其焦平面中產(chǎn)生具有近似均勻分布的強(qiáng)度的多個(gè)焦點(diǎn)。

在激光工藝的許多應(yīng)用情況中，所需焦點(diǎn)的數(shù)量可以根據(jù)生產(chǎn)訂單而變化。然而，在從M.Zimmermann等人已知的光學(xué)裝置中，可用焦點(diǎn)的數(shù)量由所使用的兩個(gè)微透鏡陣列確定。

DE 199 61 918A1描述一種可變的雙焦點(diǎn)成形模塊。折射元件用作可變光楔。折射元件由兩個(gè)能夠彼此相對(duì)移位的柱面透鏡形成。

KR 100 720 868B1描述一種用于治療目的的激光系統(tǒng)，其中，微透鏡陣列用于將激光射束劃分成多個(gè)激光光斑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種光學(xué)裝置，借助該光學(xué)裝置能夠以簡單的方式改變由激光射束所產(chǎn)生的焦點(diǎn)，其中，獲得均勻的強(qiáng)度分布。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過開篇所提及類型的光學(xué)裝置來解決，其特征在于：

該光學(xué)裝置具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，借助該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)射束路徑中的微透鏡陣列中的至少若干微透鏡陣列的彼此之間的光學(xué)間距，從而能夠設(shè)定微透鏡陣列的整體的有效焦距f_ML，

該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有多個(gè)調(diào)節(jié)位置i＝l，...，M，其中，M是自然數(shù)≥2，i是調(diào)節(jié)位置索引，在這些調(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，λ是激光射束的平均波長，f_ML,i是微透鏡陣列的整體的通過調(diào)節(jié)位置i所設(shè)定的有效焦距f_ML。