DE102008033358A1 - Production of laser beam for surface processing, comprises emitting the laser beam with first beam parameter product from laser beam source and then deforming into laser beam with predeterminable beam parameter product via optical unit - Google Patents

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Abstract

The method of producing a laser beam for surface processing, comprises emitting the laser beam with a first beam parameter product from a laser beam source and then deforming into a laser beam with a predeterminable beam parameter product via an optical unit, where the beam parameter product is less than or equal to the predeterminable beam parameter product; the beam parameter product in x-segment is not equal to the predeterminable beam parameter product in x-segment; and the beam parameter product in y-segment is not equal to the predeterminable beam parameter product in y-segment. The method for the production of a laser beam for surface processing, comprises emitting the laser beam with a first beam parameter product from a laser beam source and then deforming into a laser beam with the predeterminable beam parameter product via an optical unit, where the beam parameter product is less than or equal to the predeterminable beam parameter product; the beam parameter product in x-segment is not equal to the predeterminable beam parameter product in x-segment; the beam parameter product in y-segment is not equal to the predeterminable beam parameter product in y-segment; and all the products are orthogonal components. The laser beam has a beam cross section segmented into two segments, which are rhombic or rectangular, or represent disjoint surface of an ellipse with straight cut edges. The two segments correspond to the beam cross sections of two partial beams produced from the laser beam, where the partial beams are spatially separated from each other. The two segments are subjected to a transformation relevant to the spatial relative position, shape and/or size of the segments. The transformation is carried out in the frame of a reflection, a rotation and/or a lateral shifting by optical functional elements such as optical lenses, diffractive optical elements, curved or plane mirrors or prisms. The two transformed segments are joined to single deformed laser beam. The laser beam emitted by the laser beam source and/or the laser beam having the predeterminable beam parameter product are subjected to an optical stretching or compression in two orthogonal directions with respect to beam cross section. The two partial beams have a longitudinal beam cross section with a longitudinal extension and two lateral flank areas limiting the longitudinal beam cross section on both sides. The two partial beams are joined along their lateral flank areas under formation of an uniform, longitudinal laser beam or are joined under formation of a laser beam in the beam cross section in a stepped manner, where the beam cross sections of the partial beams are parallely directed with respect to respective longitudinal extension, or are arranged to each other in such a manner that the cross-sectional centre of gravity associated with the beam cross sections lies on a common connecting axis. The longitudinal beam cross sections are bent along their longitudinal extension around a uniform angle alpha of 0-90[deg] . An independent claim is included for a device for the production of a laser beam with a predeterminable beam parameter product.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Umverteilung des Strahlparameter-Produktes eines Laserstrahls,
im Folgenden kurz SPP genannt. Das Strahlparameterprodukt beschreibt die Fokussierbarkeit eines Lichtbündels, speziell eines Laserstrahls, und lässt sich mathematisch durch folgende Beziehung beschreiben: SPP = θw0.
The invention relates to an apparatus and a method for redistributing the beam parameter product of a laser beam,
hereafter referred to as SPP. The beam parameter product describes the focusability of a light beam, especially a laser beam, and can be mathematically described by the following relationship: SPP = θw 0 ,

Hierbei beschreibt θ den Öffnungswinkel des Bündels im Fernfeld und w0 den Strahlradius oder -durchmesser an der Stelle mit dem engsten Bündeldurchmesser.Here, θ describes the opening angle of the bundle in the far field and w 0 the beam radius or diameter at the location with the narrowest bundle diameter.

Es ist üblich, entweder das Produkt aus halbem Öffnungswinkel und Radius oder das Produkt aus vollem Winkel und Durchmesser anzugeben. Für den häufigen Fall eines sog. Gaußstrahls ergibt sich das SPP speziell zu SPP = θw0 = M2·λ/π, It is common to specify either the product of half the opening angle and radius or the product of full angle and diameter. For the frequent case of a so-called Gaussian beam, the SPP results specifically to SPP = θw 0 = M 2 · Λ / π,

Darin sind θ der halbe Fernfeldwinkel, w0 der Strahlradius an der Stelle des engsten Bündeldurchmessers, der sog. Strahltaille, λ die Wellenlänge und M2 die sog. Beugungsmaßzahl. θ und w0 bezeichnen die radiale Position, an der die Strahlintensität auf einen Anteil von 1/e2 = 0.135 ihres axialen Maximalwertes abgefallen ist. M2 ist eine dimensionslose Zahl größer oder gleich 1 und beschreibt das Abweichen eines realen Laserstrahls von einem idealen kohärenten Gaußstrahl, bestehend einer TEM00-Mode.Therein, θ is half the far-field angle, w 0 is the beam radius at the location of the narrowest bundle diameter, the so-called beam waist, λ is the wavelength and M 2 is the so-called diffraction factor. θ and w 0 denote the radial position at which the beam intensity has dropped to a fraction of 1 / e 2 = 0.135 of its maximum axial value. M 2 is a dimensionless number greater than or equal to 1 and describes the departure of a real laser beam from an ideal coherent Gaussian beam consisting of a TEM 00 mode.

Grundsätzlich gilt, je größer das SPP bzw. M2, umso schlechter ist der Strahl zu fokussieren, d. h. umso größer ist der kleinste mögliche Fokusdurchmesser.Basically, the larger the SPP or M 2 , the worse the beam is to focus, ie, the larger the smallest possible focus diameter.

Zur Beschreibung der Strahlqualität eines allgemeinen Laserstrahls lässt sich das SPP zweckmäßigerweise in zwei Komponenten darstellen also z. B. als Produkt seiner orthogonalen Komponenten SPP = SPPx·SPPy, bei Gaußstrahlen speziell über das Produkt der SPP-proportionalen Beugungsmaßzahlen M2 = Mx2·My2. Excimer-Laser und Diodenlaser beispielsweise haben eine anisotrope Aufteilung mit SPPx > SPPy wobei y die sog. kurze und x die sog. lange Strahlquerschnittsachse beschreibt. Viele Festkörperlaser besitzen dagegen eine weitgehend isotrope Aufteilung SPPx = SPPy bzw. Mx2 = My2. Es existieren Problemstellungen, bei denen die räumliche Verteilung des SPP einer gegebenen Strahlungsquelle nicht der für einen bestimmten Anwendungszweck geeigneten Verteilung entspricht.To describe the beam quality of a general laser beam, the SPP can expediently be represented in two components so z. For example, as a product of its orthogonal components SPP = SPPx * SPPy, for Gaussian beams specifically over the product of the SPP-proportional diffraction coefficients M 2 = Mx 2 * My 2 . Excimer lasers and diode lasers, for example, have an anisotropic distribution with SPPx> SPPy where y describes the so-called short and x the so-called long beam cross-sectional axis. In contrast, many solid-state lasers have a largely isotropic distribution SPPx = SPPy or Mx 2 = My 2 . Problems exist in which the spatial distribution of the SPP of a given radiation source does not correspond to the distribution suitable for a particular application.

Stand der TechnikState of the art

Die Notwendigkeit der Laserstrahlformung ergibt sich z. B. im Zusammenhang mit Anwendungen zur Oberflächenbearbeitung, bei denen der Strahl eines Lasers mit Hilfe eines optischen Systems geformt und letztlich definiert auf eine Oberfläche abgebildet wird.The Necessity of laser beam shaping arises z. B. in connection with surface treatment applications where the beam a laser formed by means of an optical system and ultimately defined on a surface.

Eine Anwendung von aktuellem Interesse findet sich beispielsweise im Bereich der Herstellung von TFT- und OLED-Displays, derzeit insbesondere bei der Herstellung kleiner hochauflösender Displays. Dort besteht typischerweise einer der Prozeßschritte in der Kristallisation der für die Aufnahme der Schalttransistoren vorgesehenen, wenige 10 nm dicken Schichten amorphen Siliziums auf den Glassubstraten des Displays. Eine solche Siliziumschicht wird durch die Laserstrahlung lokal aufgeschmolzen, und erstarrt bei der folgenden Abkühlung in einer polykristallinen Struktur. Dabei sind sowohl Masken abbildende Verfahren anzutreffen, wie auch Verfahren, bei denen eine lange und schmale Fokuslinie über die Oberfläche geführt wird. Repräsentativ für einen diesbezüglichen Stand der Technik sei auf die US 2005/0035103 A1 verwiesen, in der eine beachtliche Zusammenstellung über das so genannte ELA-Verfahren (Excimer Laser Annealing) zu entnehmen ist, bei dem ein Excimer-Laserstrahl einer optischen Strahlformung derart unterzogen wird, dass letztlich die aufzuschmelzende Siliziumschicht mit einem linienförmigen Lichtstrahl mit einer Linienlängen derzeit von bis zu ca. 500 mm und mit einer typischen Linienbreite im Bereich von mehreren 100 μm, bis hinunter zu wenigen Mikrometern beaufschlagt wird. Die typischerweise im Einsatz befindlichen Excimer-Laser vermögen Licht mit Wellenlängen von 157 nm, 193 nm, 248 nm, 308 nm, 351 nm zu emittieren. Vermehrt finden aber auch diodengepumpte Festkörperlaser, so genannte DPSS-Laser (diode pumped solid state), z. B. Yb:YAG, Nd:YAG mit Wellenlängen im Sichtbaren (515, 532 nm) Einsatz.An application of current interest is, for example, in the field of the production of TFT and OLED displays, currently especially in the production of small high-resolution displays. There is typically one of the process steps in the crystallization of the provided for receiving the switching transistors, a few 10 nm thick layers of amorphous silicon on the glass substrates of the display. Such a silicon layer is locally melted by the laser radiation, and solidifies in the subsequent cooling in a polycrystalline structure. Both mask-imaging methods and methods in which a long and narrow focus line is guided over the surface are to be found. Representative of a related art is on the US 2005/0035103 A1 in which a considerable compilation is to be taken by means of the so-called ELA method (excimer laser annealing), in which an excimer laser beam is subjected to optical beam shaping in such a way that ultimately the silicon layer to be fused with a line-shaped light beam with a line length of up to about 500 mm and with a typical line width in the range of several 100 microns, down to a few microns is applied. The typically used excimer lasers are capable of emitting light at wavelengths of 157 nm, 193 nm, 248 nm, 308 nm, 351 nm. However, diode-pumped solid-state lasers, so-called DPSS lasers (diode pumped solid state), are also increasingly finding use, for example. Yb: YAG, Nd: YAG with visible wavelengths (515, 532 nm).

Weitere mögliche konkrete Anwendungen für optische Systeme zur Oberflächenbearbeitung, bei denen die nachfolgend besprochenen Verfahren Anwendung finden könnten, sind beispielsweise die Aktivierung bzw. das Annealing von Dotierungsatomen in Oberflächenschichten ("Dotierungsaktivierung"), die Ablation von Oberflächenstrukturen, oder das "Bohren" sehr kleiner Löcher, z. B. in Folien für Tintenstrahldrucker.Further possible concrete applications for optical systems for surface finishing, in which the ones discussed below Procedures could be applied, for example the activation or annealing of dopant atoms in surface layers ("Doping activation"), the ablation of surface structures, or the "drilling" of very small holes, z. B. in films for inkjet printers.

Allgemein spielen die die Eigenschaften der Strahlungsquelle und ihre geschickte Nutzung und Beeinflussung auf Grund der wachsenden Anforderungen an die Qualität der Kristallisation, die Prozessgeschwindigkeit und damit die optische Abbildung eine immer größere Rolle.Generally play the properties of the radiation source and their skillful Use and influence due to the growing demands to the quality of crystallization, the process speed and thus the optical image an ever larger Role.

Insbesondere für die Erzeugung sehr schmaler Linien, wie vorstehend in Verbindung mit der Herstellung von TFT-Displays erläutert, begrenzt das SPP der Strahlungsquelle die im Prozeß praktisch erzielbare Linienbreite. Um beispielsweise eine für den sog. SLS-Prozeß (SLS: Sequential Lateral Solidification) oder ähnliche Prozesse erforderliche wirksame Linienbreite von ca. 5 μm bei prozeßtauglicher Tiefenschärfe zu erzielen, benötigt man in der sog. kurzen Achse, also senkrecht zur Linienlängserstreckung, ein SPP von M2 = 3 ... 8. In der Richtung der Linienachse dagegen, der sog. langen Achse, ist ein möglichst hohes SPP erwünscht, um störende Interferenzen und Speckle zu vermeiden.In particular, for the production of very narrow lines, as explained above in connection with the production of TFT displays, the SPP of the radiation source limits the line width practically achievable in the process. To achieve, for example, an effective line width of approximately 5 μm required for the so-called SLS process (Sequential Lateral Solidification) or similar processes with process-suitable depth of focus, an SPP is required in the so-called short axis, ie perpendicular to the line extension of M 2 = 3 ... 8. In the direction of the line axis, on the other hand, the so-called long axis, the highest possible SPP is desired in order to avoid interfering interference and speckle.

Das Produkt der SPP-Komponenten, SPPx·SPPy, verringert sich beim Durchgang durch ein optisches System nicht, sondern bleibt gleich oder erhöht sich. Dies gilt bei herkömmlichen optischen Systemen gleichermaßen für die einzelnen Komponenten des SPP selbst. Ohne höhere Verluste, bspw. durch Beschnitt des Strahlquerschnitts, lässt sich das SPP bzw. eine ihrer Komponenten nicht verringern.The Product of SPP components, SPPx · SPPy, is decreasing when passing through an optical system not, but remains equal or higher. This applies to conventional optical systems equally for the individual components of the SPP itself. Without higher losses, for example by trimming of the beam cross section, can be the SPP or one of their Do not reduce components.

Viele Lasertypen, z. B. DPSS-Laser, weisen ein relativ isotropes SPP auf und erlauben die Erfüllung der Anforderungen höchstens in einer der beiden Achsen des Querschnitts. Aus diesem Grund erfolgen derzeit Entwicklungen von Hochleistungslasern mit dem Ziel eines stark anisotropen SPPs.Lots Laser types, z. As DPSS laser, have a relatively isotropic SPP and allow the fulfillment of the requirements at most in one of the two axes of the cross section. For this reason, done currently developments of high power lasers with the goal of a strongly anisotropic SPPs.

Im Hinblick auf einen Laserstrahl formende optische Vorrichtungen sind zum Stand der Technik Druckschriften bekannt, aus denen unter Verwendung von Zylinderlinsenarrayanordnungen die Zusammenführung einer Vielzahl von Einzelstrahlen zu einem Gesamtlaserstrahl hervorgeht. Derartige Maßnahmen werden typischerweise bei Verwendung von Diodenlaserbarren getroffen, die eine Vielzahl von parallel nebeneinander verlaufenden Einzellaserstrahlen jeweils mit anisotroper Strahldivergenz emittieren, die es zu Zwecken einer bestimmten Strahlverwendung zu einem einheitlichen, zumeist niederdivergenten Einzelstrahl zu vereinheitlichen gilt. Beispielsweise sei hierzu auf folgende Druckschriften verwiesen: EP 1 006 382 B1 , DE 10 2004 034 253 A1 , EP 1 075 719 B1 , DE 198 19 333 A1 , US 2007/0024979 A1 .With respect to laser beam shaping optical devices, prior art references are known, from which, using cylindrical lens array arrangements, the merging of a plurality of individual beams into a total laser beam results. Such measures are typically taken when using diode laser bars which emit a plurality of parallel juxtaposed single laser beams, each with anisotropic beam divergence, which is to be unified for purposes of a particular beam usage into a uniform, mostly low-divergent single beam. For example, reference is made to the following documents: EP 1 006 382 B1 . DE 10 2004 034 253 A1 . EP 1 075 719 B1 . DE 198 19 333 A1 . US 2007/0024979 A1 ,

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einem bedarfsgerechten SPP anzugeben, wobei die hierfür zu treffenden Maßnahmen einerseits bezogen auf die seitens einer Laserstrahlquelle emittierten Lichtleistung möglichst verlustfrei und andererseits ohne großen finanziellen und apparativen Aufwand zu realisieren sein sollen.Of the Invention is based on the object, a device and a Method for generating a laser beam with a demand-based SPP, with the measures to be taken on the one hand based on the emitted from a laser beam source Light output as lossless as possible and without realize big financial and equipment expenditure should be.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 10 ist eine lösungsgemäße Vorrichtung. Den Lösungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind den Unteransprüchen sowie der weiteren Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The Solution of the problem underlying the invention is specified in claim 1. The subject of claim 10 is a solution according to Contraption. The solution idea advantageous further education Features are the subclaims and the further description, in particular with reference to the illustrated embodiments refer to.

Lösungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einem vorgebbaren Strahlparameterprodukt, kurz SPP2 dadurch aus, dass ein Laserstrahl von einer Laserstrahlquelle mit einem ersten SPP1 = SPP1x·SPP1y emittiert und über wenigstens eine optische Einheit in einen Laserstrahl mit dem vorgebbaren SPP2 = SPP2x·SPP2y umgeformt wird, wobei gilt:

  • 1. SPP1 ≤ SPP2,
  • 2. SPP1x ≠ SPP2x,
  • 3. SPP1y ≠ SPP2y und
SPP1x und SPP1y bzw. SPP2x und SPP2y jeweils zueinander orthogonale Komponenten sind.According to the solution, the method for producing a laser beam with a predeterminable beam parameter product, SPP 2 for short, is characterized in that a laser beam is emitted from a laser beam source with a first SPP 1 = SPP 1x SPP 1y and via at least one optical unit into a laser beam with the presettable laser beam SPP 2 = SPP 2x · SPP 2y , where:
  • 1. SPP 1 ≤ SPP 2 ,
  • 2. SPP 1x ≠ SPP 2x ,
  • 3. SPP 1y ≠ SPP 2y and
SPP 1x and SPP 1y and SPP 2x and SPP 2y are mutually orthogonal components.

Das lösungsgemäße Verfahren nähert sich dem Problem der Erzeugung eines Laserstrahls mit einem möglichst anisotropen SPP, das je nach Anwendungsfall geeignet zu dimensionieren ist, nicht von Seiten der Beeinflussung der Laserstrahlenquelle, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, sondern es wird der Weg verfolgt, das durch die Strahlungsquelle vorgegebenes SPP mittels geeigneter optischer Vorrichtungen umzuverteilen, insbesondere um aus der Strahlung eines isotropen Lasers eine anisotrope Verteilung mit geeigneter Orientierung zu erzeugen. Je nach gegebenem Lasertyp und konkreter Anwendung ist auch die umgekehrte Problemstellung denkbar, also die Erfordernis eines isotropen SPP bei gegebenem anisotrop strahlenden Laser. Prinzipiell gelten hier die gleichen Überlegungen wie im Vorhergehenden.The approaches approach according to the solution the problem of generating a laser beam with a possible anisotropic SPP, which can be suitably dimensioned depending on the application is, not from the influence of the laser beam source, as is the case in the prior art, but it is the Path follows, the predetermined by the radiation source SPP means redistribute suitable optical devices, in particular to from the radiation of an isotropic laser an anisotropic distribution to produce with appropriate orientation. Depending on the given laser type and concrete application is also the opposite problem conceivable, so the requirement of an isotropic SPP given Anisotropic radiating laser. In principle, the same considerations apply here as in the previous one.

Eine lösungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einem vorgebbaren Strahlparameterprodukt, kurz SPP2, weist eine Laserstrahlquelle auf, aus der ein Laserstrahl mit einem ersten SPP1 mit SPP1 = SPP1x·SPP1y austritt, der mittel oder unmittelbar mit wenigstens einer optischen Abbildungseinheit wechselwirkt unter Ausbildung des Laserstrahls mit dem vorgebbaren SPP2, mit SPP2 = SPP2x·SPP2y, wobei gilt:

  • 1. SPP1 ≤ SPP2,
  • 2. SPP1x ≠ SPP2x,
  • 3. SPP1y ≠ SPP2y und
SPP1x und SPP1y bzw. SPP2x und SPP2y jeweils zueinander orthogonale Komponenten sind.A device according to the invention for generating a laser beam with a predefinable beam parameter product, SPP 2 for short, has a laser beam source from which a laser beam emerges with a first SPP 1 with SPP 1 = SPP 1x SPP 1y , which is medium or direct with at least one optical imaging unit interacts under formation of the laser beam with the prescribable SPP 2 , with SPP 2 = SPP 2 × SPP 2y , where:
  • 1. SPP 1 ≤ SPP 2 ,
  • 2. SPP 1x ≠ SPP 2x ,
  • 3. SPP 1y ≠ SPP 2y and
SPP 1x and SPP 1y and SPP 2x and SPP 2y are mutually orthogonal components.

Mit dem Begriff „Laserstrahl", insbesondere hinsichtlich des umgeformten Strahls, soll neben einem einzigen Strahl mit einem zusammenhängenden Strahlquerschnitt auch ein Bündel von Teilstrahlen gemeint sein, das aus einem einzigen Laserstrahl hervorgegangen ist und funktional bezogen auf die spezifische Anwendung einem einzigen Strahl entspricht.The term "laser beam", in particular with regard to the transformed beam, in addition to egg A single beam with a contiguous beam cross section also means a bundle of partial beams which has emerged from a single laser beam and corresponds functionally to a single beam with respect to the specific application.

Das lösungsgemäß eingesetzte Prinzip der optischen Umverteilung des Strahlparameter-Produktes eines Ausgangslaserstrahls, der aus einer Laserstrahlquelle emittiert wird, soll anhand von in den Figuren näher zu erläuternden Ausführungsbeispielen beschrieben werden, die jedoch durch ihre konkrete Realisierungsform den allgemeinen Lösungsgedanken nicht einschränken sollen.The solution principle used in the optical Redistribution of the beam parameter product of an output laser beam, which is emitted from a laser beam source is to be based on in the figures closer to illustrative embodiments described, but by their concrete form of realization do not restrict the general idea of solution should.

Besteht der Wunsch nach einem Laserstrahl mit einer möglichst anisotropen Strahlverteilung, d. h. einem Laserstrahl mit einem möglichst kleinen Wert für My2 in einer Achse und einem möglichst großen Wert Mx2 in der dazu senkrechten Koordinatenrichtung, und stehen hierzu lediglich Strahlungsquellen zur Verfügung, die jedoch sämtlich keine entsprechende anisotrope Strahlverteilung zu generieren in der Lage sind, so besteht eine Lösung des Problems in einer Umverteilung des SPP, d. h. einer Verringerung des SPP in einer Achse bei gleichzeitiger Erhöhung in der zweiten Achse vermittels einer Transformation mit einfachen optischen Funktionselementen, d. h. Linsen, diffraktive optische Elemente, kurz DOEs, gekrümmte und plane Spiegel oder Prismen.Is there a desire for a laser beam with a possible anisotropic beam distribution, ie a laser beam with the smallest possible value of My 2 in one axis and the largest possible value Mx 2 in the coordinate direction perpendicular thereto, and are available for this purpose only radiation sources available, but all Thus, a solution to the problem of redistributing the SPP, that is, reducing the SPP in one axis while increasing in the second axis, by means of a transformation with simple optical functional elements, ie, lenses, diffractive, is a solution to the problem of generating an appropriate anisotropic beam distribution optical elements, short DOEs, curved and plane mirrors or prisms.

Grundlage des Verfahrens ist die Tatsache, dass das Strahlparameter-Produkt SPP bei verlustfreier Strahlausbreitung zwar eine Erhaltungsgröße ist, bzw. sich zumindest nicht verringern lässt, dass seine Komponenten SPPx, SPPy jedoch verändert werden können gemäß SPPx·SPPy = SPP = const, oder größer werdend.basis of the method is the fact that the jet parameter product Although SPP is a conserved quantity in lossless beam propagation, or at least can not be reduced, that his Components SPPx, SPPy, however, can be changed according to SPPx · SPPy = SPP = const, or larger becoming.

In 1 sind zwei grundsätzliche Vorgehensweisen zur SPP-Umverteilung am Beispiel eines theoretischen Ausgangslaserstrahls 1 mit quadratischem Strahlquerschnitt mit isotroper Strahlverteilung, von M2 = 3 × 3, gezeigt. Hier ist konkret Mx2 = My2 = 3 gewählt, was sich veranschaulichen lässt durch eine Aufteilung in 3 × 3 Kohärenzzellen, bzw. unabhängige kohärente Moden. Diese Darstellung ist wohlgemerkt rein theoretischer Natur und verallgemeinert und vereinfacht das Modell der kohärenten Modenzerlegung bei Gaußstrahlen mit dem Zweck der Veranschaulichung der grundsätzlichen Zusammenhänge. Eine Umverteilung läßt sich bewerkstelligen, indem man den Strahlquerschnitt mit 3 × 3 Moden in 3 Streifen à 1 × 3 Moden zerlegt, und diese anschließend in anderer Anordnung wieder zusammensetzt und so eine anisotrope Verteilung erzeugt. Im abgebildeten Fall ergibt sich die stärkste Umverteilung, Mx2 = 9 und My2 = 1, wenn man die drei Streifen an ihren schmalen Seiten dicht anreiht (siehe Fall a)).In 1 Two basic procedures for SPP redistribution are shown using the example of a theoretical output laser beam 1 with a square beam cross section with an isotropic beam distribution, of M 2 = 3 × 3. Here Mx 2 = My 2 = 3 is chosen concretely, which can be illustrated by a division into 3 × 3 coherence cells, or independent coherent modes. This representation is, of course, of a purely theoretical nature and generalizes and simplifies the model of coherent mode decomposition in Gaussian rays with the purpose of illustrating the fundamental relationships. A redistribution can be accomplished by dividing the beam cross section with 3 × 3 modes into 3 strips of 1 × 3 modes, and then reassembling them in a different arrangement to produce an anisotropic distribution. In the case shown, the strongest redistribution results, Mx 2 = 9 and My 2 = 1, if one ranks the three strips close to each other on their narrow sides (see case a)).

Andere Anordnungen führen auf My2 > 1, siehe Fall b, auf den weiter unten zurückgekommen wird.Other arrangements lead to My 2 > 1, see case b, which will be returned below.

Ein Verfahren zur Umverteilung des SPP besteht typischerweise aus folgenden Schritten:

  • 1. Segmentierung des Ausgangsstrahlquerschnitts in N Segmente,
  • 2. Separation der Segmente (optional),
  • 3. Transformation der Segmente und
  • 4. Zusammensetzen der transformierten Segmente zu einer topologisch neuen Struktur.
A process for redistributing the SPP typically consists of the following steps:
  • 1. Segmentation of the output beam cross-section into N segments,
  • 2. Separation of segments (optional),
  • 3. Transformation of segments and
  • 4. Assemble the transformed segments into a topologically new structure.

Eine Umverteilung ohne Segmentierung ist prinzipiell denkbar, erscheint technisch jedoch deutlich schwieriger und aufwendiger, als mit Segmentierung.A Redistribution without segmentation is conceivable in principle, appears technically, however, much more difficult and expensive than with segmentation.

Zur Transformation der einzelnen Segmente stehen prinzipiell folgende drei optische Möglichkeiten offen, ggfs. auch noch weitere Kombinationen aus den drei Möglichkeiten:

  • – Lateraler Versatz, z. B. unter Verwendung von Prismen. Dieser Fall ist in der linken Darstellung in 1 im Fall a) gezeigt.
  • – Spiegelung, z. B. mittels gedrehter Zylinderlinsen sowie
  • – Drehung, äquivalent zu einer geradzahligen Folge von Spiegelungen,
In principle, the following three optical options are available for the transformation of the individual segments, if necessary also further combinations of the three possibilities:
  • Lateral offset, e.g. B. using prisms. This case is in the left illustration in 1 in case a).
  • - reflection, z. B. by means of rotated cylindrical lenses as well
  • Rotation, equivalent to an even sequence of reflections,

Wie in Fall a) in 1 gezeigt, existiert für eine gegebene Segmentierung eine Anordnung der transformierten Segmente mit maximaler Anisotropie, d. h. maximalem SPP bzw. M2 in einer lateralen Richtung (hier x-Richtung) und minimalem SPP bzw. M2 in der komplementären Richtung (hier y-Richtung). Im dargestellten Beispiel der Segmentierung in Streifen erhält man eine solche Anordnung durch lineare Anreihung der transformierten Segmente an ihren Schmalseiten, also den zu den Schnittkanten senkrechten Kanten.As in case a) in 1 For a given segmentation, there is an arrangement of the transformed segments with maximum anisotropy, ie maximum SPP or M 2 in a lateral direction (here x-direction) and minimal SPP or M 2 in the complementary direction (here y-direction). , In the illustrated example of the segmentation in strips, such an arrangement is obtained by linear arrangement of the transformed segments on their narrow sides, that is to say the edges perpendicular to the cut edges.

Fall b) gemäß 1 zeigt eine nichtminimale Anordnung der Segmente. Eine solche Anordnung kann in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft sein. Beispielsweise läßt sich über den Winkel α (siehe rechte Darstellung in Fall b)), den die transformierten Segmente mit ihrer gemeinsamen Verbindungsachse einschließen, die effektiven SPPe in Richtung der Verbindungsachse und senkrecht dazu variabel einstellen.Case b) according to 1 shows a non-minimal arrangement of the segments. Such an arrangement may be advantageous in several ways. For example, the angle α (see right-hand representation in case b)), which the transformed segments enclose with their common connection axis, can be used to set the effective SPPe in the direction of the connection axis and perpendicular to it.

Im linken Fall b) ergeben sich dabei gegen (x, y) gekippte Achsen (X, Y). Diese Intensitätsverteilung läßt sich z. B. wieder homogenisieren und z. B. zur Maskenabbildung verwenden oder z. B. in eine schmale Fokuslinie umformen. Eine variable Einstellung des SPP ermöglicht z. B. bei der Erzeugung einer schmalen Linie auf einfache Weise zum einen, Variationen der Divergenz der Strahlungsquelle zu kompensieren, als auch, Breite oder Tiefenschärfe der Linie gezielt einzustellen.In the left case b) arise against (x, y) tilted axes (X, Y). This intensity distribution can be z. B. homogenize again and z. B. use for mask imaging or z. B. transform into a narrow focus line. A variable setting of the SPP allows z. As in the generation of a narrow line in a simple manner, on the one hand, variations in the divergence of the radiation source Compensate, as well as to selectively adjust the width or depth of focus of the line.

Eine andere Nutzungsmöglichkeit besteht darin, die transformierten Segmente bzw. die entsprechenden Teilstrahlen sozusagen separat anzuwenden. So könnte man jeden der Teilstrahlen einem eigenen optischen System oder Teilsystem zuführen. Beispielsweise existieren Systeme zur Oberflächenbearbeitung, bei denen zur Durchsatzerhöhung die Strahlung eines Lasers gleichmäßig auf mehrere gleich aufgebaute und nebeneinander angeordnete Projektionssysteme aufgeteilt wird. Anstelle einer herkömmlichen Aufteilung könnte man so zugleich das SPP geeignet verändern.A another possibility is to use the transformed ones Segments or the corresponding sub-beams, so to speak separately apply. So you could each of the sub-rays own a optical system or subsystem. For example exist surface treatment systems in which to increase the output, the radiation of a laser evenly on several equally constructed and juxtaposed projection systems is split. Instead of a conventional division could one change the SPP at the same time?

Für Systeme mit Maskenabbildung ist es auch vorstellbar, die Gestaltung der Maske und die Anordnung der transformierten Teilstrahlen aufeinander abzustimmen. Zur Realisierung des gesamten Verfahrens kann es erforderlich oder zweckmäßig sein, den Strahiquerschnitt vor oder nach der Transformation lateral in einer oder zwei Richtungen zu strecken oder zu stauchen. Dies verändert die Topologie des Strahls und seiner Segmente nicht und damit auch nicht das SPP.For Systems with mask imaging, it is also conceivable the design the mask and the arrangement of the transformed partial beams on each other vote. It may be necessary to realize the entire procedure or expedient, the Strahiquerschnitt ago or after transformation laterally in one or two directions to stretch or to compress. This changes the topology not the beam and its segments and therefore not the SPP.

2 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau eines Systems zur Erzeugung einer langen schmalen Fokuslinie 3, beispielsweise zur Kristallisation von dünnen Siliziumschichten auf Glas im Wege des so genannten Annealing-Prozesses. Als Strahlungsquelle ist z. B. ein Nd:YAG-Laser denkbar. Wesentliche Komponenten eines solchen Systems sind außer dem Laser (nicht dargestellt) mindestens eine Komponente 5 zur Umverteilung des SPP, mindestens eine Komponente zur Strahl-Homogenisierung 10 und mindestens eine Komponente zur Fokussierung 6 des Strahls in eine Linie. Typischerweise besteht ein Homogenisierer 10 aus einem oder zwei Linsenarrays und einer Fourier-Linse. Zur Homogenisierung in nur einer lateralen Richtung verwendet man Zylinderlinsen. Es sind prinzipiell aber auch andere Realisierungen möglich, z. B. unter Verwendung von Spiegeln oder diffraktiven Elementen (DOEs). In dem in 2 dargestellten System wird der Laserstrahl zunächst in der langen Achse (LA, siehe obere Darstellung)) mit einem Zylinderlinsen-Teleskop 2 aufgeweitet, um anschließend in der langen Achse LA in Einzelstrahlen separiert zu werden. Eine zur Strahlseparation geeignete Anordnung 7 aus Zylinderlinsen-Arrays zeigt 3, auf die nachstehend eingegangen wird. In der der Strahlseparation nachfolgenden optischen Komponente wird die räumliche Kohärenz der Teilstrahlen zueinander reduziert bzw. eliminiert. Dies läßt sich z. B. durch Einbringung unterschiedlicher optischer Weglängen für die Teilstrahlen realisieren, etwa mit Hilfe einer Stufenplatte, also unterschiedlich dicker planparalleler Platten in Transmission, oder entsprechend einer Stufenspiegel-Anordnung. Ein Dekorrelator 8 ist besonders günstig an der beschriebenen Position in den Strahlengang einzubringen, da dort die Teilstrahlen separiert und kollimiert verlaufen, oder ggfs. der SPP-Transformation 5 nachfolgend oder ggfs. als deren integraler Teil. In der als SPP-Transformation bezeichneten Komponente 5 erfolgt die Umverteilung des SPP. Zur Erzielung einer möglichst schmalen Linie muß im konkreten Fall das SPP in der kurzen Achse (SA) hinreichend stark reduziert werden, während in der langen Achse (LA) eine Vergrößerung des SPP vorteilhaft ist. Die darauf folgende Komponente 4 vermittelt eine Glättung des Intensitätsprofils in der langen Achse zur Vorbereitung auf die LA-Homogenisierung 10. Anschließend wird der Strahl in der kurzen Achse mittels eines Zylinderlinsen-Teleskops 9 (skizziert mit drei Linsen) auf eine geeignete Höhe aufgeweitet. Im Wesentlichen dient dies zur Anpassung der numerischen Apertur (NA) der abschließenden Fokussierung, und damit der Einstellung der Linienbreite. Falls das Teleskop einen Zwischenfokus erzeugt (nicht dargestellt), läßt sich zusätzlich an diese Position eine Spaltblende stellen, mit der sich eine zusätzliche Formung des Linienprofils erzielen läßt. Das Teleskop kann auch an anderer Stelle in der optischen Kette stehen, z. B. direkt vor der abschließenden Fokussierung. 2 schematically shows a possible construction of a system for producing a long narrow focus line 3 For example, for the crystallization of thin silicon layers on glass by means of the so-called annealing process. As a radiation source is z. B. a Nd: YAG laser conceivable. Essential components of such a system are at least one component except the laser (not shown) 5 for redistribution of the SPP, at least one component for beam homogenization 10 and at least one component for focusing 6 of the beam in a line. Typically, there is a homogenizer 10 from one or two lens arrays and a Fourier lens. For homogenization in only one lateral direction, cylindrical lenses are used. In principle, however, other implementations are possible, for. Using mirrors or diffractive elements (DOEs). In the in 2 shown system, the laser beam is first in the long axis (LA, see the upper illustration)) with a cylindrical lens telescope 2 expanded in order to be separated in the long axis LA in individual beams. An arrangement suitable for beam separation 7 from cylindrical lens arrays shows 3 , which will be discussed below. In the optical component following the beam separation, the spatial coherence of the partial beams relative to one another is reduced or eliminated. This can be z. B. implement by introducing different optical path lengths for the partial beams, such as with the aid of a step plate, so different thickness plane-parallel plates in transmission, or according to a step mirror arrangement. A decorrelator 8th is to bring particularly favorable at the described position in the beam path, since there the sub-beams separated and run collimated, or if necessary. The SPP transformation 5 hereafter or, if applicable, as its integral part. In the component called SPP transformation 5 the redistribution of the SPP takes place. To achieve the narrowest possible line in the specific case, the SPP in the short axis (SA) must be sufficiently reduced, while in the long axis (LA), an enlargement of the SPP is advantageous. The following component 4 mediates a smoothing of the intensity profile in the long axis to prepare for LA homogenization 10 , Subsequently, the beam is in the short axis by means of a cylindrical lens telescope 9 (sketched with three lenses) expanded to an appropriate height. In essence, this serves to adjust the numerical aperture (NA) of the final focusing, and thus the adjustment of the line width. If the telescope generates an intermediate focus (not shown), a slit diaphragm can additionally be set to this position with which an additional shaping of the line profile can be achieved. The telescope can also be elsewhere in the optical chain, z. B. just before the final focus.

Auf Komponente 9 folgend wird der Strahl in der langen Achse homogenisiert 10 und gleichzeitig auf die gewünschte Linienlänge aufgeweitet. Ein Objektiv 6, in 2 dargestellt durch zwei Linsen, fokussiert den Strahl abschließend zu einer Linie.On component 9 following the beam is homogenized in the long axis 10 and simultaneously expanded to the desired line length. A lens 6 , in 2 represented by two lenses, finally focuses the beam to a line.

3 illustriert eine Anordnung zur Strahlseparation bestehend aus zwei Zylinderlinsenarrays A1, A2, bei denen je ein aufeinander folgendes Linsenpaar ein verkleinerndes Teleskop realisiert. Der Querschnitt des auf das erste Array A1 treffenden Strahls (in 3 durch einen rechteckigen Querschnitt 11 dargestellt) wird durch dieses in Streifen zerlegt und diese durch die Verkleinerung der horizontal wirkenden Teleskope in separate Streifen 12 separiert. Bei Einsatz von zwei Arrays A1, A2 mit je N Linsen treten so am zweiten Array A2 N voneinander getrennte Teilstrahlen aus. 3 illustrates an arrangement for beam separation consisting of two cylindrical lens arrays A1, A2, in which each realized a successive pair of lenses a miniaturizing telescope. The cross section of the beam impinging on the first array A1 (in FIG 3 by a rectangular cross-section 11 shown) is divided by this into strips and these by the reduction of the horizontally acting telescopes into separate strips 12 separated. When using two arrays A1, A2 with N lenses each, separate partial beams emerge from the second array A2.

Eine alternative Anordnung zur Strahlseparation mittels seitlich aneinandergereihter Prismen P1, P2, P3 zeigt 4. Die Eintrittsfläche EF eines jeden Prismas steht senkrecht zur Längsachse des Prismas, so dass achsparallel einfallendes Licht L ohne Brechung eintritt und durch das jeweilige Prisma läuft. Erst an der gegenüber der Eintrittsfläche EF gekippten Austrittsfläche AF wird der Strahl L gebrochen und umgelenkt. Die Projektion der Strahlquerschnittsfläche in die von Einfalls- und Ausfallsrichtung des Strahls aufgespannte Ebene besitzt beim Eintritt eine Breite D. Die Projektion des austretenden Strahls besitzt dagegen eine Breite D' < D, wobei D' mit zunehmendem Ablenkwinkel kleiner wird, der Strahl also in der zugehörigen Dimension gestaucht wird. Abhängig vom gegenseitigen Versatz der Austrittsflächen AF in Bezug auf die Längsachse der Prismen P1, P2, P3 lässt sich eine Separation in Teilstrahlen T1, T2, T3 mit beliebigen lateralen Abständen erzielen, wie in 4 gezeigt (Vergleiche Variante a mit b oder c).An alternative arrangement for beam separation by means of laterally juxtaposed prisms P1, P2, P3 shows 4 , The entrance surface EF of each prism is perpendicular to the longitudinal axis of the prism, so that axially parallel incident light L enters without refraction and passes through the respective prism. Only at the exit surface AF tilted in relation to the entry surface EF is the jet L broken and deflected. The projection of the beam cross-sectional area in the plane defined by the incidence and the exit direction of the beam has a width D at the entrance. The projection of the outgoing beam, on the other hand, has a width D '<D, where D' becomes smaller with increasing deflection angle, so the jet is compressed in the associated dimension. Depending on the mutual offset of the exit surfaces AF with respect to the longitudinal axis of the prisms P1, P2, P3, a separation into partial beams T1, T2, T3 can be achieved with arbitrary lateral distances, as in FIG 4 shown (Compare variant a with b or c).

Anstelle von Prismen lassen sich auch entsprechende Anordnungen von in Strahleinfallsrichtung gegeneinander versetzten Spiegeln oder DOEs (Diffraktive optische Elemente) verwenden.Instead of of prisms can also be appropriate arrangements of the direction of incidence mutually offset mirrors or DOEs (Diffractive Optical Elements) use.

Ein Ausführungsbeispiel zur Umverteilung des SPP eines Laserstrahls ist in 5 gezeigt. Hier sei angenommen, dass ein in drei parallele Teilstrahlen T1, T2, T3 separierter Strahl von drei übereinander gestapelten Prismen P1, P2, P3 in drei verschiedene Richtungen in (x, z) abgelenkt, und mit Hilfe von zwei Prismen P4, P5 wieder in drei Ausgangstrahlen T1', T2', T3' parallelisiert wird. Der mittlere Teilstrahl T2 wird im dargestellten Beispiel nicht abgelenkt. Daher kann das korrigierende Prisma zwischen P4, und P5 entfallen. Entsprechend könnte natürlich P2, als planparallele Platte, ebenfalls entfallen.An embodiment for redistributing the SPP of a laser beam is shown in FIG 5 shown. Here, assume that a beam separated into three parallel sub-beams T1, T2, T3 is deflected by three stacked prisms P1, P2, P3 in three different directions in (x, z), and returned to in by means of two prisms P4, P5 three output beams T1 ', T2', T3 'is parallelized. The middle sub-beam T2 is not deflected in the example shown. Therefore, the corrective prism between P4, and P5 can be omitted. Correspondingly, P2, of course, as a plane-parallel plate could also be omitted.

Je nach gewünschten Anordnungen der Intensitätsverteilungen am Ausgang und der dazu erforderlichen Strahlumlenkungsrichtungen sind die aktiven Flächen der Prismen geeignet zueinander zu orientieren.ever according to desired arrangements of the intensity distributions at the exit and the required beam deflection directions the active surfaces of the prisms are suitable for each other to orient.

Dargestellt sind zwei Varianten: Bei Variante A (mittlere Darstellung) werden die Strahlquerschnitte T1, T2, T3 nur in der x-Achse gegeneinander verschoben, so dass ein treppenartiges Muster erzeugt wird.shown are two variants: In variant A (middle representation) are the beam cross sections T1, T2, T3 only in the x-axis against each other shifted, so that a staircase-like pattern is generated.

Bei Variante B (untere Darstellung) werden die Strahlen zugleich in x- und y-Richtung umgelenkt und die Ausgangsquerschnitte an ihren kurzen Kanten aneinandergereiht. Die Vorrichtung läßt sich selbstverständlich analog für eine beliebige Zahl von Teilstrahlen bzw. verschobenen Segmenten realisieren.at Variant B (lower illustration), the rays are at the same time in x and y direction deflected and the output cross sections at their strung together short edges. The device leaves of course analogous to any Number of sub-beams or shifted segments realize.

Weiterhin ist es für die Funktion nicht erforderlich, dass separate Eingangsstrahlen verwendet werden, vielmehr kann z. B. ein einziger Strahl verwendet werden, der durch die Eingangsprismen in Teilstrahlen separiert wird. Vorteil einer Vorseparation des Strahls ist jedoch die Vermeidung von Beugung und Streuung an den Prismenkanten und -flächen. Eine derartige Vorseparation läßt sich z. B. durch eine Folge von zwei Zylinderlinsen-Arrays A1, A2 oder eine Prismenanordnung realisieren, wie in 3 bzw. 4 dargestellt.Furthermore, it is not necessary for the function that separate input beams are used, but z. B. a single beam can be used, which is separated by the input prisms in sub-beams. The advantage of pre-separation of the beam, however, is the avoidance of diffraction and scattering at the prism edges and surfaces. Such a pre-separation can be z. B. realize by a series of two cylindrical lens arrays A1, A2 or a prism array, as in 3 respectively. 4 shown.

Weiterhin lässt sich die Vorrichtung von 5 auch dadurch verwirklichen, dass die Strahlumlenkungen statt durch Prismen geeignet durch Spiegel realisiert wird. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, statt einzelner Prismenelemente die gesamte Vorrichtung monolithisch durch einen Block B mit entsprechend gestalteten Eintrittsflächen EF und Austrittsflächen AF, wie in 6 dargestellt, oder durch DOEs zu realisieren. Eine vorteilhafte Eigenschaft besteht darin, dass zusätzlich durch Wahl unterschiedlicher Dicken der Prismen in einfacher Weise die von den Teilstrahlen durchlaufenen optische Wege unterschiedlich lang gestalten lassen, und so über die Reduzierung der zeitlichen Kohärenz auch die wechselseitige räumliche Kohärenz reduzieren und ggfs. eliminieren läßt.Furthermore, the device of 5 also realize that the beam deflections is realized by mirrors instead of suitable by mirrors. Furthermore, it may be advantageous, instead of individual prism elements, the entire device monolithically through a block B with correspondingly shaped entrance surfaces EF and exit surfaces AF, as in 6 represented, or realized by DOEs. An advantageous feature is that, in addition, by choosing different thicknesses of the prisms in a simple manner can make the traversed by the partial beams optical paths of different lengths, and so reduce the reduction of the temporal coherence and the mutual spatial coherence and possibly. Eliminate can.

Eine Variante der Vorrichtung von 5 bzw. 6 ergibt sich, wenn man wie in 5, Variante A die Teilstrahlen T1, T2, T3 zunächst nur in einer Ebene umlenkt und versetzt, dies analog zur Lösung von 6 aber für jeden Teilstrahl T1, T2, T3 separat mit jeweils einem eigenen monolithischen Block realisiert, wie dies aus 7 zu entnehmen ist, die eine Anordnung aus drei quaderförmigen Glasplatten GP1, GP2, GP3 in Draufsicht (a), Seitenansicht (b) und Frontsicht (c), d. h. längs der Strahlachse zeigt. Die jeweils gegenüberliegenden Ein- und Austrittsflächen EF, AF einer jeden Glasplatte sind planparallel zueinander orientiert, so dass sich die Brechungswinkel an EF und AF gerade kompensieren und somit die Eintritts- und Austrittsstrahlen jeweils auf parallelen Geraden liegen. Der seitliche Versatz Δx1, Δx2, Δx3 der Strahlen lässt sich, analog wie zuvor, durch individuelle Verdrehung der Platten in der Ebene des Strahlversatzes realisieren oder durch unterschiedliche Plattendicken oder eine Kombination beider Maßnahmen.A variant of the device of 5 respectively. 6 arises, if you like in 5 , Variant A, the partial beams T1, T2, T3 initially deflects only in one plane and offset, this analogous to the solution of 6 but realized for each sub-beam T1, T2, T3 separately, each with its own monolithic block, as is apparent from 7 can be seen, showing an arrangement of three cuboid glass plates GP1, GP2, GP3 in plan view (a), side view (b) and front view (c), ie along the beam axis. The respectively opposite entry and exit surfaces EF, AF of each glass plate are oriented plane-parallel to one another, so that the refraction angles at EF and AF compensate each other and thus the entrance and exit beams are each on parallel lines. The lateral offset Δx 1 , Δx 2 , Δx 3 of the beams can be realized analogously as before by individual rotation of the plates in the plane of the beam offset or by different plate thicknesses or a combination of both measures.

Die beschriebene Anordnung erzeugt einen treppenartigen Strahlquerschnitt gemäß 7c. Zur Erzeugung einer seitlichen Anordnung der Querschnittsflächen gemäß Variante B in 5 sind grundsätzlich folgende zwei Vorgehensweisen denkbar:

  • 1) Man kippt eine Anordnung gemäß dem in 20 dargestellten Ausführungsbeispiel um 45° um die z-Achse für einen Strahlverlauf. 20a zeigt eine perspektivische Draufsicht auf drei Platten P2, P3, P4, die von den Teilstrahlen T1, T2, T3, T4 durchsetzt werden, 20b stellt eine diesbezügliche Draufsicht und 20c eine Seitenansicht in Strahlebene der Teilstrahlen dar, wobei die eingetragenen Rechtecke jeweils die Strahlquerschnitte der einzelnen Teilstrahlen T1, T2, T3, T4 darstellen.
  • 2) Die zweite Vorgehensweise sieht vor, einen gegenüber dem in 7 dargestellten Prismensatz (P2, P3, P3) um 90° um die z-Achse gedrehten zweiten Prismensatz (Q2, Q3, Q4) vorzusehen, der die Teilstrahlen in der (y, z)-Ebene versetzt. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in 21 dargestellt. Gleichsam zeigt 21a eine perspektivische Draufsicht auf beide Prismensätze P2, P3, P4 und Q2, Q3, Q4, die von den Teilstrahlen T1, T2, T3, T4 durchsetzt werden, 21b und c stellen jeweils eine diesbezügliche Drauf- und Seitenansicht dar. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Teilstrahlen unterschiedliche optische Wege zurücklegen, wodurch sich ihre wechselseitige Kohärenz der Teilstrahlen reduzieren bzw. eliminieren lässt. Nachteilig ist allerdings, dass sich bei einer eventuellen nachfolgenden Fokussierung des Bündels der Teilstrahlen für jeden Teilstrahl prinzipiell ein anderer Abstand des Fokus hinter einer fokussierenden Linse ergibt. Dieser Effekt ist vernachlässigbar, sofern die SPP-Transformation innerhalb des Rayleigh-Bereiches, also im Bereich der Strahltaille des Laserstrahles, stattfindet.
The described arrangement generates a staircase-like beam cross-section according to 7c , To generate a lateral arrangement of the cross-sectional areas according to variant B in 5 In principle, the following two approaches are conceivable:
  • 1) One tilts an arrangement according to the in 20 illustrated embodiment by 45 ° about the z-axis for a beam path. 20a shows a perspective top view of three plates P2, P3, P4, which are penetrated by the partial beams T1, T2, T3, T4, 20b represents a plan view and 20c a side view in the beam plane of the partial beams, wherein the registered rectangles each represent the beam cross sections of the individual partial beams T1, T2, T3, T4.
  • 2) The second procedure provides, one compared to the in 7 represented prism set (P2, P3, P3) by 90 ° about the z-axis rotated second prism set (Q2, Q3, Q4), which sets the partial beams in the (y, z) plane. Such an embodiment is in 21 shown. As it shows 21a a perspective top view of both prism sets P2, P3, P4 and Q2, Q3, Q4, which are penetrated by the partial beams T1, T2, T3, T4, 21b and c respectively show a respective top and side view thereof. This arrangement has the advantage that the partial beams cover different optical paths, whereby their mutual coherence of the partial beams can be reduced or eliminated. The disadvantage, however, is that in a possible subsequent focusing of the beam of sub-beams for each partial beam in principle results in a different distance of the focus behind a focusing lens. This effect is negligible as long as the SPP transformation takes place within the Rayleigh region, ie in the region of the beam waist of the laser beam.

Ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel zur vorstehend erläuterten zweiten Vorgehensweise ist in 22 gezeigt, das den vorstehenden Nachteil nicht aufweist, da in diesem Falle die optischen Wege aller Teilstrahlen gleich lang sind. Allerdings entfällt dadurch auch die dekorrelierende Wirkung des in 21 gezeigten Ausführungsbeispiels.A further alternative embodiment to the second approach explained above is in 22 shown, which does not have the above disadvantage, since in this case the optical paths of all partial beams are the same length. However, this also eliminates the decorrelating effect of 21 shown embodiment.

Eine weitere Realisierungsmöglichkeit zeigen 8 und 9: Ein Zylinderlinsen-Homogenisierer H, bestehend aus den Linsenarrays A1 und A2 und der Kondensorlinse L (= Fourier-Linse) wird ergänzt durch einen Prismenstapel P1, P2, P3. In seiner herkömmlichen Funktion ohne Prismen bildet der Homogenisierer die von den Linsen von A1 erfaßten Intensitätsverteilungen in die hintere Brennebene BR der Fourier-Linse L in den Bereich 2' ab und bringt sie dort zur Überlagerung. Inhomogenitäten der Eingangsintensität werden auf diese Weise ausgeglichen. Dies entspricht der Darstellung in 6, Mitte. Durch ein Prisma mit geeignet gewähltem Keilwinkel im Strahlengang hinter oder vorzugsweise vor der Kondensorlinse L, wie in 8 oben und unten gezeigt, läßt sich der Strahlengang umlenken und das Intensitätsprofil in der Bildebene lateral verschieben. Stapelt man mehrere Prismen mit unterschiedlichen Keilwinkeln, wie in 9 gezeigt, übereinander, so läßt sich mit jedem Prisma der von ihm beschnittene Teil des Strahlengangs um den zugehörigen Winkel umlenken und schließlich eine laterale Aufteilung der Intensitätsverteilung in der Bildebene erzielen. Auch hier kann man sich vorstellen, anstelle von Prismen Spiegel oder DOEs zu verwenden, oder zumindest Teile der Vorrichtung (z. B. vom zweiten Array bis zur Kondensorlinse) monolithisch auszuführen.Show another possibility of realization 8th and 9 A cylindrical lens homogenizer H consisting of the lens arrays A1 and A2 and the condenser lens L (= Fourier lens) is supplemented by a prism stack P1, P2, P3. In its conventional function without prisms, the homogenizer forms the intensity distributions detected by the lenses of A1 in the rear focal plane BR of the Fourier lens L in the region 2 ' and bring them there to the overlay. Inhomogeneities of the input intensity are compensated in this way. This corresponds to the illustration in 6 , Middle. By a prism with suitably selected wedge angle in the beam path behind or preferably in front of the condenser lens L, as in 8th shown above and below, the beam path can be redirected and laterally shift the intensity profile in the image plane. Stacking several prisms with different wedge angles, as in 9 shown, one above the other, so with each prism of his circumcised part of the beam path can be deflected by the associated angle and finally achieve a lateral distribution of the intensity distribution in the image plane. Again, one can imagine using mirrors or DOEs instead of prisms, or at least monolithically executing portions of the device (eg, from the second array to the condenser lens).

In 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine SPP-Transformation gezeigt, bei der ausgenutzt wird, dass ein Eingangsstrahl E, der parallel, aber seitlich versetzt von der optischen Achse in ein Teleskop eintritt, versetzt um einen proportionalen Abstand in der gleichen oder der entgegengesetzten Richtung aus diesem wieder austritt. Die Richtung des Versatzes hängt von der Art des Teleskops ab. Beispielsweise vermittelt ein Kegler-Teleskop einen gegensinnigen Versatz, ein Galilei-Teleskop einen gleichsinnigen Versatz. Anstelle des Strahls läßt sich – bei festgehaltenem Strahl – auch das Teleskop versetzen. Im unteren Teil von 10 ist dies am Beispiel eines Teleskops aus zwei Zylinderlinsen L, L dargestellt: Ein Stahl der mittig in das Teleskop eintritt, wird nicht versetzt, siehe Fall a). Versetzt man die Linsen seitlich um eine Strecke dx aus der Symmetrielage, siehe Fall b), so wird der Strahl am Ausgang proportional seitlich versetzt. Stapelt man entsprechend N solcher Teleskope aus Zylinderlinsen mit einem gegenseitigen Versatz dx senkrecht zur Stapelrichtung übereinander und setzt den Stapel wie zuvor in den Strahl, so dass der (ausreichend hohe) Strahl die Teilteleskope um den entsprechenden Versatz dx außeraxial trifft, so wird der Strahl lateral in N Teilstrahlen aufgespalten. Diese Situation ist im oberen Teil von 10 für N = 3 und einen einheitlichen Versatz skizziert.In 10 A further exemplary embodiment of an SPP transformation is shown in which it is exploited that an input beam E, which enters a telescope in parallel but offset laterally from the optical axis, is offset by a proportional distance in the same or the opposite direction from it exits again. The direction of the offset depends on the type of telescope. For example, a bowtie telescope imparts an opposing offset, a Galilean telescope an equidistant offset. Instead of the beam, the telescope can also be displaced while the beam is held. In the lower part of 10 this is illustrated by the example of a telescope made up of two cylindrical lenses L, L: A steel entering the center of the telescope is not displaced, see case a). If the lenses are displaced laterally by a distance dx from the symmetry position, see case b), then the beam is displaced laterally proportional to the output. If one stacks according to N such telescopes of cylindrical lenses with a mutual offset dx perpendicular to the stacking direction on top of each other and sets the stack as before in the beam, so that the (sufficiently high) beam hits the sub-telescopes by the corresponding offset dx off-axis, the beam is lateral split into N partial beams. This situation is in the upper part of 10 for N = 3 and a uniform offset outlined.

Möchte man den Versatz der Teilstrahlen in y-Richtung reduzieren oder die Teilstrahlen sogar in gleicher Höhe y anordnen, entsprechend 1, Fall a), so kann man dies beispielsweise dadurch erreichen, dass die Planseiten der Linsen L und L' mit geeigneten Prismenwinkeln versehen werden, so dass durch L zugleich mit der Ablenkung und Fokussierung in x auch eine Ablenkung in y erfolgt, die durch die entsprechend gewählte prismatische Vorderfläche der Linsen L' wieder aufgefangen wird.If one wants to reduce the offset of the partial beams in the y-direction or even arrange the partial beams in the same height y, correspondingly 1 , Case a), this can be achieved, for example, by providing the plan sides of the lenses L and L 'with suitable prism angles, so that L, together with the deflection and focusing in x, also results in a deflection in corresponding selected prismatic front surface of the lenses L 'is recovered.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einer in 10 beschriebenen Vorrichtung M1, siehe 11 eine zweite, gleichartige Vorrichtung M2 nachzuschalten, die allerdings in umgekehrter Anordnung betrieben wird, bei der also Eingang und Ausgang vertauscht sind, und die zusätzlich um 90° um die z-Achse gedreht wurde. In 11 ist dies beispielhaft für den Fall N = 3 Teilstrahlen dargestellt.Another option is to have one in 10 described device M1, see 11 a second, similar device M2 nachzuschalten, but which is operated in reverse order, ie, the input and output are reversed, and was additionally rotated by 90 ° about the z-axis. In 11 this is exemplified for the case N = 3 partial beams.

Die Methode läßt sich übrigens in gleicher Weise z. B. auch auf eine Vorrichtung mit Prismen oder Spiegeln etc. nach 1 anwenden, d. h. immer dann, wenn sich mit einer Vorrichtung durch rein lateralen Versatz der Strahlquerschnitte ein diagonaler Versatz der Querschnitte relativ zueinander ergibt.Incidentally, the method can be used in the same way for. B. on a device with prisms or mirrors, etc. after 1 apply, ie whenever a device by purely lateral displacement of the beam cross sections results in a diagonal offset of the cross sections relative to each other.

12 zeigt eine Anordnung zur Umordnung des SPP mittels lateralem Versatz durch Spiegelungen am Beispiel von vier Teilstrahlen T0, T1, T2, T3 und drei Spiegelpaaren Mn, Mn', n = 1, 2, 3. In der dargestellten Anordnung müssen die Teilstrahlen zuvor aus dem gemeinsamen Strahl separiert werden. In den oberen beiden Teilbildern sind die Spiegel durch Quadrate dargestellt. Die Orientierung der Teilstrahlen T0, T1, T2, T3 ist oben links durch rechteckige Strahlquerschnitte auf den Spiegeln angedeutet. Man erkennt, dass sich nur die Anordnung der Teilstrahlen ändert, aber nicht die Strahlorientierung. Eine derartige Spiegelanordnung kann mit einzelnen Spiegeln oder vorzugsweise mit Prismen realisiert werden. Es ist ggfs. vorteilhaft, die Gesamtanordnung monolithisch, bzw. als Mikrooptik herzustellen. Die Teilstrahlen T0, T1, T2, T3 legen unterschiedlich lange Wege zurück. Dies kann hinsichtlich der Reduktion oder Beseitigung von Interferenzen durch wechselseitige Kohärenz der Teilstrahlen von Vorteil sein: Bei Wegunterschieden größer als der zeitlichen Kohärenzlänge sind die Teilstrahlen unkorreliert. 12 shows an arrangement for rearranging the SPP by means of lateral offset by reflections on the example of four partial beams T0, T1, T2, T3 and three mirror pairs Mn, Mn ', n = 1, 2, 3. In the illustrated arrangement, the partial beams previously from the common beam to be separated. In the upper two partial images, the mirrors are represented by squares. The orientation of the part rays T0, T1, T2, T3 is indicated at the top left by rectangular beam cross sections on the mirrors. It can be seen that only the arrangement of the partial beams changes, but not the beam orientation. Such a mirror arrangement can be realized with individual mirrors or preferably with prisms. It may be advantageous to produce the overall arrangement monolithically, or as a micro-optic. Sub-beams T0, T1, T2, T3 travel different distances. This can be advantageous with regard to the reduction or elimination of interferences by mutual coherence of the partial beams: If the differences in distance are greater than the temporal coherence length, the partial beams are uncorrelated.

13 beschreibt eine weitere Anordnung zur Umordnung des SPP mittels lateralen Versatzes, ähnlich der Vorrichtung in 12. Wie dort bleibt die Orientierung der Strahlquerschnitte erhalten, und es ändert sich nur ihre relative Anordnung. Hier erfolgt die Stahlumlenkung durch jeweils 4 Spiegelungen. Die vier in 13 dargestellten Strahlengänge stellen Ansichten ein und desselben Strahlenganges aus unterschiedlichen Blickrichtungen dar, wie aus 13 entnehmbar. Die Teilstrahlen erfahren gleiche optische Wege, und die wechselseitige Kohärenz der Teilstrahlen bleibt erhalten. Andererseits ermöglichen gleiche optische Wege den Einsatz in einem nicht kollimierten Strahlengang. Beispielsweise könnte man vor die Eintritts- und hinter die Austrittsaperturen Linsen mit geeignet gewählter Brennweite stellen, z. B. in einer Anordnung als verkleinerndes Teleskop mit Zwischenfokus. Positive Eingangslinsen die seitlich direkt aneinander anschließen, lassen sich zur Strahlsegmentierung und Separation verwenden, wenn Brennweiten und Abstand zur Spiegelanordnung so gewählt werden, dass die fokussierten Strahlen die Aperturränder der nachfolgenden Elemente nicht mehr berühren. 13 describes a further arrangement for rearrangement of the SPP by means of lateral offset, similar to the device in FIG 12 , As in this case, the orientation of the beam cross sections is retained, and only their relative arrangement changes. Here, the steel deflection takes place by 4 reflections. The four in 13 illustrated beam paths represent views of one and the same beam path from different directions, as shown 13 removable. The partial beams experience identical optical paths, and the mutual coherence of the partial beams is maintained. On the other hand, identical optical paths enable use in a non-collimated beam path. For example, you could put in front of the entrance and behind the exit apertures lenses with suitably chosen focal length, z. B. in an arrangement as miniaturizing telescope with intermediate focus. Positive input lenses that adjoin one another laterally can be used for beam segmentation and separation when focal lengths and distance to the mirror array are chosen so that the focused beams no longer touch the aperture edges of the subsequent elements.

Auch hier läßt sich die Vorrichtung vorteilhaft durch Prismen, ggfs. monolithisch, realisieren.Also Here, the device can be advantageous by Realize prisms, if necessary monolithic.

14 zeigt eine Variation der in 13 gezeigten Vorrichtung. Im Unterschied zu dort sind die optischen Wege hier unterschiedlich lang, so dass man hier keine einheitliche optische Abbildung mit konvergenten oder divergenten Teilstrahlen überlagern kann. Allerdings lassen sich die unterschiedlichen Weglängen vorteilhaft zur Reduktion oder Eliminierung der wechselseitigen Kohärenz der Teilstrahlen nutzen. 14 shows a variation of in 13 shown device. In contrast to there, the optical paths are different in length, so that one can not superimpose a uniform optical image with convergent or divergent partial beams. However, the different path lengths can advantageously be used to reduce or eliminate the mutual coherence of the partial beams.

15 beschreibt eine weitere Realisierungsmöglichkeit für eine Vorrichtung mit reflektierenden Flächen. Dargestellt ist eine konkrete Realisierung mit Prismen. Jedes Prisma läßt sich auffassen als zusammengesetzt aus zwei 45°-Winkelprismen (Dach-Hälften eines Kubus), die an ihrer gemeinsamen Verbindungsfläche um 90° relativ zueinander gedreht sind. Das dargestellte Prisma stellt eine Art Minimalrealisierung dar (siehe Dreiseitendarstellung A). Teilbild B zeigt eine 3D-Ansicht eines Einzelprismas. In C ist eine Dreiseitendarstellung einer Kombination aus drei Prismen zur SPP-Transformation gezeigt. Prinzipiell könnten auch andere Winkel als 45° zur Umlenkung und 90° zur gegenseitigen Verdrehung verwendet werden. Jedoch werden die Strahlsegmente dann i. A. nicht mehr um 90° gegeneinander gedreht. Die Anordnung ist offensichtlich nicht auf die Verwendung der dargestellten Minimalprismen beschränkt. Es lassen sich beispielsweise ebenso gut gestreckte Prismen, eine monolithische Ausführung oder z. B. auch Einzelspiegel verwenden, um die angegebenen Strahlumlenkungen zu realisieren. 15 describes a further realization possibility for a device with reflective surfaces. Shown is a concrete realization with prisms. Each prism can be understood as composed of two 45 ° angle prisms (roof halves of a cube), which are rotated at their common connecting surface by 90 ° relative to each other. The illustrated prism represents a kind of minimal realization (see three-page representation A). Drawing B shows a 3D view of a single prism. In C, a three-way representation of a combination of three prisms for SPP transformation is shown. In principle, other angles than 45 ° for deflection and 90 ° for mutual rotation could be used. However, the beam segments will then i. A. no longer rotated by 90 ° to each other. The arrangement is obviously not limited to the use of the illustrated minimal prisms. It can, for example, just as well stretched prisms, a monolithic design or z. B. also use individual mirror to realize the specified beam deflections.

Mit der dargestellten Anordnung erfahren alle Teilstrahlen die gleichen optischen Wege, und es folgen daraus die bereits zu 13 angegebenen Eigenschaften (Einbettung in einen nicht kollimierten Strahlengang, etc.). Durch eine einfache Umordnung der Prismen läßt sich analog zum Übergang von 13 zu 14 eine Anordnung realisieren, bei der die optischen Wege der einzelnen Teilstrahlen unterschiedlich lang sind. Daraus folgen die bereits zu 14 angegebenen Eigenschaften (Kohärenzreduktion, etc.).With the arrangement shown, all sub-beams experience the same optical paths, and they already follow 13 specified properties (embedding in a non-collimated beam path, etc.). By a simple rearrangement of the prisms can be analogous to the transition from 13 to 14 realize an arrangement in which the optical paths of the individual sub-beams have different lengths. From that follow already 14 specified properties (coherence reduction, etc.).

Bei der in 16 skizzierten Anordnung erfolgt die Umordnung des Strahls bzw. der SPP mit Hilfe von zwei Zylinderlinsen-Arrays A1, A2. Zwei Arrays von jeweils N Zylinderlinsen werden so hintereinander angeordnet, dass je zwei aufeinander folgende Linsenpaare ein Teleskop bilden, d. h. dass die Scheitel der Linsen parallel sind und dass der Abstand der Arrays entsprechend eingestellt wird. Praktisch empfiehlt es sich, die Teleskope verkleinernd auszulegen. Dadurch läßt sich sicherstellen, dass die Teilstrahlen die jeweils nachfolgenden Linsen des zweiten Arrays ohne Beschnitt passieren können. Dies ist insbesondere für den Fall wichtig, dass auf das erste Array A1 keine separaten Teilstrahlen treffen, sondern der Eingangsstrahl durch das erste Array A1 zugleich auch segmentiert und in der Folge separiert wird, wie dies in 16 dargestellt ist. Beim Durchlaufen der Anordnung werden die Querschnitte der Teilstrahlen sozusagen an den Linsenachsen gespiegelt. Eine Kippung der Linsen um einen Winkel α aus der (y, z)-Ebene herausresultiert in einer Drehung der Querschnitte bzw. ihrer Orientierung um 2α. Im dargestellten Fall werden mit α = 45° die Teilquerschnitte um 90° gedreht. Mit dieser Drehung läßt sich eine maximale Umverteilung des SPP für diese Anordnung erzielen. Zur Veranschaulichung der topologischen Zusammenhänge sind in 17 die Teilstrahl-Querschnitte rechteckförmig gezeichnet und die linke obere Ecke jedes Rechtecks mit einer Markierung versehen, die bei der Transformation in die rechte untere Ecke der transformierten Einzelstrahlen wandert. Daran ist ersichtlich, dass die Strahlquerschnitte genau genommen keine Drehung, sondern eine Spiegelung erfahren an den Projektionen der Linsenscheitel in der (x, y)-Ebene). Zudem ist in 17 vorausgesetzt, dass die Teilstrahlen bereits vor Eintritt in die Zylinderlinsenanordnung eine Separierung erfahren haben.At the in 16 sketched arrangement, the rearrangement of the beam or the SPP by means of two cylindrical lens arrays A1, A2. Two arrays of N cylindrical lenses each are arranged one behind the other so that two consecutive pairs of lenses form a telescope, ie that the vertices of the lenses are parallel and that the spacing of the arrays is adjusted accordingly. In practice, it is advisable to make the telescopes smaller. This makes it possible to ensure that the sub-beams can pass through the respective subsequent lenses of the second array without trimming. This is particularly important in the event that no separate sub-beams strike the first array A1, but the input beam is also segmented by the first array A1 at the same time and separated in the sequence, as shown in FIG 16 is shown. When passing through the arrangement, the cross sections of the partial beams are mirrored, so to speak, on the lens axes. A tilting of the lenses by an angle α out of the (y, z) plane results in a rotation of the cross sections or their orientation by 2α. In the case shown, the partial cross sections are rotated by 90 ° with α = 45 °. With this rotation, a maximum redistribution of the SPP for this arrangement can be achieved. To illustrate the topological connections are in 17 the sub-beam cross-sections drawn rectangular and the upper left corner of each rectangle provided with a marker, which in the transformation into the lower right corner of the transformed Einzelstrah walks. It can be seen that the beam cross sections, strictly speaking, do not undergo any rotation, but a reflection at the projections of the lens vertices in the (x, y) plane). Moreover, in 17 provided that the partial beams have already undergone separation before entering the cylindrical lens arrangement.

Der allgemeine Fall α ≠ 45° ist in 18 dargestellt. Durch Variation des Winkels α läßt sich gezielt die Verteilung des SPP, also die Anisotropie, einstellen. Dies wurde eingangs bei den allgemeinen Überlegungen ausführlich diskutiert.The general case α ≠ 45 ° is in 18 shown. By varying the angle α, the distribution of the SPP, ie the anisotropy, can be adjusted in a targeted manner. This was discussed in detail at the beginning of the general considerations.

Sofern auf das erste Array A1 keine separierten Teilstrahlen treffen, sondern der Gesamtstrahl, der von diesem Array dann zugleich segmentiert wird, tritt Beugung durch die beschneidenden Linsenränder auf. Dieser Effekt ist möglicherweise kritisch im Hinblick auf den Fall, dass für das Strahlprodukt in einer Achse sehr kleine Werte erzielt werden sollen, da dann die Linsenbreite B nur um einen kleinen Faktor größer ist als die laterale Kohärenzlänge des Lichtes. Beugung macht sich letztlich aber durch eine Deformation (Oszillationen) des gewünschten Intensitätsprofils in der Bildebene bemerkbar. Zur Verringerung des Effektes sind beispielsweise die in 19 skizzierten Realisierungsvarianten für die Zylinderlinsenarrays denkbar. A) zeigt eine herkömmliche Realisierung aus separaten Zylinderlinsen. Die Arrays A1, A2 in Fall B) sind monolithisch gestaltet ohne die in Fall A) vorhandenen aneinander anstoßenden Seitenflächen der Linsen. Im Hinblick auf eine weitere Verbesserung ist es denkbar, den auch in B) noch vorhandenen knickartigen Übergang zwischen zwei benachbarte Linsen zu entfernen bzw. zu glätten. Dies ist für Array A1 in C) dargestellt mit einem Wechsel von konvexen Zylindersegmenten mit Radius R1 und konkaven Zylindersegmenten mit Radius R2.If no separated partial beams strike the first array A1, but the total beam which is then segmented by this array at the same time, diffraction occurs due to the trimming lens edges. This effect may be critical with regard to the case where very small values are to be obtained for the beam product in one axis, since then the lens width B is only a small factor larger than the lateral coherence length of the light. However, diffraction is ultimately noticeable by a deformation (oscillations) of the desired intensity profile in the image plane. To reduce the effect, for example, in 19 sketched implementation variants for the cylindrical lens arrays conceivable. A) shows a conventional realization of separate cylindrical lenses. The arrays A1, A2 in case B) are monolithic without the abutting side surfaces of the lenses present in case A). With regard to a further improvement, it is conceivable to remove or smooth the crease-like transition between two adjacent lenses that is still present in B). This is shown for array A1 in C) with a change of convex cylinder segments with radius R1 and concave cylinder segments with radius R2.

Statt Zylindersegmenten können auch andere Kurvenfunktionen sinnvoll sein, z. B. ein sinusförmiger Verlauf, oder ein zusammengesetzt parabolischer Verlauf. Die Periode der Oberflächenfunktion (analog der Breite einer einzelnen Linse) ist in 19C als konstant dargestellt. Tatsächlich können variierende Perioden, wie auch variierende Radien R1, R2 sich vorteilhaft auswirken. Fall D) zeigt den Fall, dass beide Arrays A1 und A2 eine knickfreie Oberflächenfunktion aufweisen.Instead of cylinder segments and other curve functions may be useful, eg. B. a sinusoidal shape, or a composite parabolic course. The period of the surface function (analogous to the width of a single lens) is in 19C shown as constant. In fact, varying periods as well as varying radii R1, R2 may be beneficial. Case D) shows the case that both arrays A1 and A2 have a kink-free surface function.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 2005/0035103 A1 [0008] US 2005/0035103 A1 [0008]
  • - EP 1006382 B1 [0014] - EP 1006382 B1 [0014]
  • - DE 102004034253 A1 [0014] DE 102004034253 A1 [0014]
  • - EP 1075719 B1 [0014] - EP 1075719 B1 [0014]
  • - DE 19819333 A1 [0014] - DE 19819333 A1 [0014]
  • - US 2007/0024979 A1 [0014] US 2007/0024979 A1 [0014]

Claims (32)

Verfahren zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einem vorgebbaren Strahlparameterprodukt, kurz SPP2, bei dem der Laserstrahl von einer Laserstrahlquelle mit einem ersten SPP1 emittiert und über wenigstens eine optische Einheit in einen Laserstrahl mit dem vorgebbaren SPP2 umgeformt wird, wobei gilt: 1. SPP1 ≤ SPP2, 2. SPP1x ≠ SPP2x, 3. SPP1y ≠ SPP2y und SPP1x und SPP1y sowie SPP2x und SPP2y jeweils zueinander orthogonale Komponenten sind.Method for producing a laser beam with a prescribable beam parameter product, abbreviated SPP 2 , in which the laser beam is emitted by a laser beam source with a first SPP 1 and converted via at least one optical unit into a laser beam with the predeterminable SPP 2 , where: 1. SPP 1 ≤ SPP 2 , 2. SPP 1x ≠ SPP 2x , 3. SPP 1y ≠ SPP 2y and SPP 1x and SPP 1y as well as SPP 2x and SPP 2y are mutually orthogonal components respectively. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der seitens der Laserstrahlquelle emittierte Laserstrahl einen Strahlquerschnitt aufweist, der in wenigstens zwei Segmente segmentiert wird.Method according to claim 1, characterized in that that the laser beam emitted by the laser beam source has a Beam cross section which is segmented into at least two segments. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Segmente rechteckförmig oder, rautenförmig sind oder disjunkte Teilflächen einer Ellipse mit geraden Schnittkanten darstellen.Method according to claim 2, characterized in that that the at least two segments are rectangular or, are diamond-shaped or disjoint faces of a Represent ellipse with straight edges. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Segmente den Strahlquerschnitten zweier aus dem von der Laserstrahlquelle emittierten Laserstrahl gewonnenen Teilstrahlen entsprechen, die voneinander räumlich separiert werden.Method according to claim 2 or 3, characterized in that the at least two segments correspond to the beam cross sections of two obtained from the laser beam emitted from the laser beam source Partial rays correspond, which spatially separated from each other become. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Segmente einer die räumliche Relativlage, Form und/oder Größe der Segmente betreffenden Transformation unterzogen werden.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least two segments of a the spatial relative position, shape and / or size subject to the segment-related transformation. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformation im Rahmen einer Spiegelung, Drehung und/oder lateralen Verschiebung durchgeführt wird.Method according to claim 5, characterized in that that transformation as part of a mirroring, rotation and / or lateral displacement is performed. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei transformierten Segmente zu dem einzigen umgeformten Laserstrahl zusammengefügt werden.Method according to claim 5 or 6, characterized that the at least two transformed segments to the single deformed laser beam are joined together. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformation mit Hilfe optischer Funktionselemente der nachfolgenden Art durchgeführt wird: optische Linsen, diffraktive optische Elemente, gekrümmte oder plane Spiegel oder Prismen.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the transformation by means of optical Functional elements of the following type is performed: optical lenses, diffractive optical elements, curved or plane mirrors or prisms. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der seitens der Laserstrahlquelle emittierte Laserstrahl und/oder der über das vorgebbare Strahlparameterprodukt SPP2 verfügende Laserstrahl hinsichtlich des jeweiligen Strahlquerschnittes einer optischen Streckung oder Stauchung in einer oder zwei orthogonalen Richtungen unterzogen wird.Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the laser beam emitted by the laser beam source and / or the laser beam having the prescribable beam parameter product SPP 2 is subjected to optical stretching or compression in one or two orthogonal directions with respect to the respective beam cross section. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung eines Laserstrahls mit einem länglichen Strahlquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der seitens der Laserquelle emittierte Laserstrahl in wenigstens zwei Teilstrahlen, die jeweils einen länglichen Strahlquerschnitt mit einer Längserstreckung und zwei den länglichen Strahlquerschnitt beidseitig begrenzende Seitenflankenbereiche aufweisen, segmentiert wird, und dass die wenigstens zwei Teilstrahlen längs jeweils einer ihrer Seitenflankenbereiche unter Ausbildung eines einheitlichen, länglichen Laserstrahls zusammengefügt werden oder dass die wenigstens zwei Teilstrahlen unter Ausbildung eines im Strahlquerschnitt treppenförmigen Laserstrahls zusammengefügt werden, bei dem die Strahlquerschnitte der Teilstrahlen bezüglich ihrer jeweiligen Längserstreckungen parallel gerichtet sind, oder dass die wenigstens zwei Teilstrahlen derart nebeneinander angeordnet werden, dass jeder der den einzelnen länglichen Strahlquerschnitten zuordenbare Querschnittsschwerpunkt auf einer gemeinsamen Verbindungsachse liegen, gegenüber der die länglichen Strahlquerschnitte längs ihrer Längserstreckung um einen einheitlichen Winkel α, mit 0° kleiner gleich α kleiner gleich 90°, geneigt sind.Method according to one of claims 1 to 9 for producing a laser beam with an elongated Beam cross section, characterized, that on the part the laser source emitted laser beam in at least two sub-beams, each having an elongated beam cross-section with a Longitudinal extension and two the oblong beam cross-section on both sides have limiting side edge regions, is segmented, and that the at least two partial beams along each one of them Side flank areas forming a uniform, elongated Laser beam can be put together or that at least two partial beams forming a staircase-shaped in the beam cross-section Laser beam are joined, in which the beam cross sections the partial beams with respect to their respective longitudinal extents are directed in parallel, or that the at least two partial beams be arranged side by side so that each one of the individual Longitudinal beam cross-sections assignable cross-sectional center of gravity lie on a common connection axis, opposite the oblong beam cross sections along their Longitudinal extension by a uniform angle α, with 0 ° less than or equal to α less than or equal to 90 °, are inclined. Vorrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einem vorgebbaren Strahlparameterprodukt, kurz SPP2, mit einer Laserstrahlquelle, aus der ein Laserstrahl mit einem ersten SPP1 austritt, der mittel oder unmittelbar wenigstens eine optischen Einheit durchläuft unter Ausbildung des Laserstrahls mit dem vorgebbaren SPP2, wobei gilt: 1. SPP1 ≤ SPP2, 2. SPP1x ≠ SPP2x, 3. SPP1y ≠ SPP2y und SPP1x und SPP1y sowie SPP2x und SPP2y jeweils zueinander orthogonale Komponenten sind.Apparatus for generating a laser beam with a prescribable beam parameter product, abbreviated SPP 2 , with a laser beam source from which a laser beam emerges with a first SPP 1 , which passes through at least one optical unit mediumly or directly forming the laser beam with the prescribable SPP 2 , where : 1. SPP 1 ≤ SPP 2 , 2. SPP 1x ≠ SPP 2x , 3. SPP 1y ≠ SPP 2y and SPP 1x and SPP 1y as well as SPP 2x and SPP 2y are mutually orthogonal components respectively. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen der Laserstrahlquelle und der wenigstens einen optischen Einheit eine optische Separierungseinheit angeordnet ist, die den aus der Laserstrahlquelle emittierten Laserstrahl in N Parallel-Teilstrahlen aufteilt.Device according to claim 11, characterized in that that in the beam path between the laser beam source and the at least an optical unit is arranged an optical separation unit is the laser beam emitted from the laser beam source in N divides parallel partial beams. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Separierungseinheit in Form einer der nachfolgenden optischen Anordnungen ausgebildet ist: – zwei längs des Strahlenganges beabstandete Zylinderlinsenarrays, – mindestens ein Array aus Prismen, – mindestens ein Array aus Spiegeln, – mindestens ein DOE oder mindestens ein Array aus DOEs.Apparatus according to claim 12, characterized in that the optical separation unit is designed in the form of one of the following optical arrangements: - two Zy spaced along the beam path Linderlinsenarrays, - at least one array of prisms, - at least one array of mirrors, - at least one DOE or at least one array of DOEs. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine optische Einheit einen ersten Satz von mindestens N – 1 im Strahlengang nebeneinander angeordneten Prismen (P1, P2, ..., PN-1) mit unterschiedlichen Keilwinkeln vorsieht, wobei jedes Prisma einen Teil des Laserstrahls unter Änderung der räumlichen Relativlagen der einzelnen Teile des Laserstrahls transmittiert, und dass ein zweiter Satz von wenigstens N – 1 Prismen (P1', P2', ..., PN-1') vorgesehen ist, die die einzelnen Teile des Laserstrahls zu einem Laserstrahl mit dem vorgegebenen SPP2 zusammenführen.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the at least one optical unit a first set of at least N - 1 in the beam path adjacent prisms (P 1 , P 2 , ..., P N-1 ) with different wedge angles wherein each prism transmits part of the laser beam by changing the spatial relative positions of the individual parts of the laser beam, and that a second set of at least N-1 prisms (P 1 ', P 2 ', ..., P N-1 ' ) is provided, which merge the individual parts of the laser beam into a laser beam with the predetermined SPP 2 . Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Satz Prismen in einer monolithischen, für die Teile des Laserstrahls transmittierenden Einheit integriert sind.Device according to claim 14, characterized in that that the first and second set of prisms in a monolithic, for the parts of the laser beam transmitting unit are integrated. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismen wenigstens eines Satzes über unterschiedlich Dicken und somit über unterschiedlich lang ausgebildete optische Wege verfügen.Device according to claim 14 or 15, characterized that the prisms of at least one sentence differ about Thickness and thus over different length trained have optical paths. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine optische Einheit einen ersten Satz von wenigstens N – 1 Spiegeln (S1, S2, ..., SN-1, ...) vorsieht, wobei jeder Spiegel einen Teil des Laserstrahls unter Änderung der räumlichen Relativlagen der einzelnen Teile des Laserstrahls reflektiert, und dass wenigstens ein zweiter Satz von wenigstens N – 1 Spiegeln (S1', S2', ..., SN-1', ...) vorgesehen ist, der die einzelnen Teile des Laserstrahls zu einem Laserstrahl mit dem vorgegebenen SPP2 zusammenführt.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the at least one optical unit provides a first set of at least N - 1 mirrors (S 1 , S 2 , ..., S N-1 , ...), wherein each mirror reflects a portion of the laser beam changing the spatial relative positions of the individual portions of the laser beam, and that at least a second set of at least N - 1 mirrors (S 1 ', S 2 ', ..., S N-1 ',. ..) is provided, which merges the individual parts of the laser beam into a laser beam with the predetermined SPP 2 . Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Spiegelsätze monolithisch ausgeführt ist.Device according to claim 17, characterized in that that at least one of the two sets of mirrors is monolithic is executed. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen optischen Wege über die einander zugeordneten Spiegel unterschiedlich lang sind.Device according to claim 17 or 18, characterized that the respective optical paths on the associated Mirrors are different lengths. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strahlengang des Laserstrahls der Laserstrahlquelle folgend ein Zylinderlinsen-Homogenisierer vorgesehen ist, der ein oder zwei Zylinderlinsenarrays und diesen im Strahlengang nachgeordnet eine Fourierlinse aufweist, und dass die wenigstens eine optische Einheit ausgebildet ist – als ein Satz von im Strahlengang nebeneinander angeordneten wenigstens N – 1 Prismen (P1, P2, ..., PN-1, ...) mit unterschiedlichen Keilwinkeln oder – als ein Satz von im Strahlengang nebeneinander angeordneten wenigstens N – 1 Spiegel mit unterschiedlichen Umlenkwinkeln oder – als ein DOE oder ein Satz von im Strahlengang nebeneinander angeordneter DOEs, und die im Strahlengang beiden Zylinderlinsenarrays nachgeordnet und vor oder nach der Fourier-Linse angeordnet ist.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the beam path of the laser beam of the laser beam source following a cylindrical lens homogenizer is provided which has one or two cylindrical lens arrays and these in the beam path downstream of a Fourier lens, and that the at least one optical unit is formed As a set of at least N-1 prisms (P 1 , P 2 ,..., P N-1 ,...) Arranged side by side in the beam path with different wedge angles or, as a set of at least N, arranged adjacent to one another in the beam path. 1 mirror with different deflection angles or - as a DOE or a set of in the beam path juxtaposed DOEs, and which is arranged in the beam path two cylinder lens arrays downstream and before or after the Fourier lens. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine optische Einheit eine erste Teleskopanordnung, bestehend aus zwei Sätzen von Zylinderlinsen, vorsieht, von denen jeder Satz mindestens N – 1 orthogonal zum Teleskopstrahlengang nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen mit jeweils parallel zueinander orientierten Zylinderlinsenachsen vorsieht, wobei die Zylinderachse jeder Zylinderlinse pro Satz wenigstens den umschreibenden Zylinder der unmittelbar seitlich benachbarten Zylinderlinse durchdringt und jeweils zwei unmittelbar benachbarte Zylinderlinsen einen gegenseitigen Versatz δx orthogonal zu den Zylinderachsen aufweisen.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the at least one optical Unit a first telescope arrangement consisting of two sets of cylindrical lenses, of which each set is at least N - 1 orthogonal to the telescopic beam path side by side arranged cylindrical lenses with mutually parallel cylindrical lens axes provides, wherein the cylinder axis of each cylinder lens per set at least the circumscribing cylinder of the immediately laterally adjacent Cylindrical lens penetrates and two immediately adjacent Cylindrical lenses a mutual offset δx orthogonal have to the cylinder axes. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang der ersten Teleskopanordnung nachfolgend eine zur ersten baugleiche zweite Teleskopanordnung vorgesehen ist, und dass die zweite Teleskopanordnung in umgekehrter Durchstrahlrichtung bezüglich der ersten Teleskopanordnung in den Strahlengang und gegenüber der ersten Teleskopanordnung um 90° um die Teleskopachse verdreht eingebracht ist.Apparatus according to claim 21, characterized that in the beam path of the first telescope arrangement below is provided for the first identical second telescopic arrangement, and that the second telescopic arrangement in the reverse transmission direction with respect to the first telescope arrangement in the beam path and with respect to the first telescope arrangement by 90 ° the telescopic axis is inserted twisted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine optische Einheit zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete Zylinderlinsenarrays aufweist, die jeweils N Zylinderlinsen vorsehen und in Art einer Teleskopanordnung angeordnet sind, dass sämtliche Zylinderlinsen parallel zueinander orientierte Zylinderlinsenachsen vorsehen, und dass die Zylinderachsen um einen Winkel α gegenüber einer in einer den Strahlengang orthogonal schneidenden Ebene liegenden vertikalen Bezugsachse geneigt sind.Device according to one of claims 11 until 13, characterized in that the at least one optical Unit two in the beam path arranged one behind the other cylindrical lens arrays each having N cylindrical lenses and in the manner of a Telescope arrangement are arranged, that all Cylindrical lenses parallel to each other cylindrical lens axes to provide, and that the cylinder axes are opposite to an angle α one lying in a plane orthogonal to the beam path vertical reference axis are inclined. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Paare einander in beiden Arrays gegenüberliegenden und zugeordneten Linsen jeweils ein Teleskop mit einer einheitlichen Vergrößerung M kleiner oder gleich 1 bilden.Device according to claim 23, characterized in that each pair faces each other in both arrays and associated lenses each have a telescope with a uniform Make magnification M less than or equal to 1. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α = 45° beträgt.Device according to claim 23, characterized in that that the angle α = 45 °. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine optische Einheit mindestens einen ersten Satz von wenigstens N – 1 quaderförmigen flachen Platten (P1, P2, ..., PN-1, ...) vorsieht, die zumindest einen Teil des Laserstrahls unter Änderung der räumlichen Relativlagen der einzelnen Teilstrahlen des Laserstrahls transmittiert, dass die einzelnen Platten exakt koplanar zueinander orientierte Ein- und Austrittsflächen aufweisen, dass die Platten koplanar zueinander orientierte Seitenflächen aufweisen, dass die Platten an diesen Seitenflächen aneinander angereiht sind, und dass wenigstens eine Platte um eine zu ihren Seitenflächen orthogonale Achse gedreht ist, so dass der eintretende Strahl an mindestens dieser Platte nicht senkrecht auf die Eintrittsfläche trifft.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the at least one optical unit at least a first set of at least N - 1 cuboid flat plates (P 1 , P 2 , ..., P N-1 , ...) provides that transmits at least a portion of the laser beam by changing the spatial relative positions of the individual partial beams of the laser beam that the individual plates have exactly coplanar to each other oriented entrance and exit surfaces, that the plates have coplanar mutually oriented side surfaces that the plates on these side surfaces together are aligned, and that at least one plate is rotated about an axis orthogonal to its side surfaces, so that the incoming beam does not meet at least this plate is not perpendicular to the entrance surface. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens N – 1 der N Platten die Abstände zwischen den jeweiligen Ein- und Austrittsflächen gleich groß sind, und dass je zwei der mindestens N – 1 Platten um eine zu ihren Seitenflächen orthogonale Achse relativ zueinander gedreht sind, so dass die Ebenen ihrer Ein- bzw. Austrittsflächen je zueinander einen vorgegebenen Winkel größer als Null einschließen.Device according to claim 26, characterized, that with at least N - 1 of the N plates the distances between the respective inlet and outlet surfaces the same are big, and that every two of the at least N - 1 Plates around an orthogonal axis to their side surfaces are rotated relative to each other, so that the levels of their inputs or Exit surfaces per each other a predetermined angle greater than zero. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei der mindestens N – 1 Platten einen unterschiedlichen Abstand zwischen Ein- und Austrittsfläche aufweisen, und dass die Ein- bzw. Austrittsflächen jeweils zweier Platten koplanar zueinander liegen.Device according to claim 26, characterized, that two of the at least N - 1 plates have a different one Distance between inlet and outlet surface have, and that coplanar the entrance and exit surfaces of two plates lie to each other. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von mindestens N – 1 Platten aus zwei gleichartigen Sätzen von etwa N/2 Platten besteht, und dass diese beiden Sätze von ungefähr N/2 Platten relativ zueinander um eine zu ihren Seitenflächen orthogonale Achse gedreht sind.Device according to claim 28, characterized, that a set of at least N - 1 plates of two similar ones Sets of about N / 2 plates, and that these two sets of approximately N / 2 plates relative to each other about an axis orthogonal to their side surfaces are turned. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der in den ersten Plattensatz eintretenden separierten Teilstrahlen oder der Strahlquerschnitt in seiner Längserstreckung des durch die Platten erst zu segmentierenden und separierenden Strahls in einer Ebene liegen, welche orthogonal zu den Seitenflächen der Platten steht, und dass der Versatz der räumlichen Relativlagen der Teilstrahlen in einer Umsetzung der linienartigen/gestreckten Verteilung der Strahlsegmente des eintretenden Strahls in eine treppenförmige Verteilung zueinander paralleler Teilstrahlen am Ausgang besteht.Device according to one of claims 26 until 29, characterized, that the cross sections the separated partial beams entering the first set of plates or the beam cross section in its longitudinal extent of through the plates first to be segmented and separated beam lie in a plane which is orthogonal to the side surfaces the plates is standing, and that the offset of the spatial Relative positions of the partial beams in an implementation of the linear / stretched Distribution of the beam segments of the incoming beam in a staircase-shaped Distribution of parallel partial beams at the output consists. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweiter Satz von minimal N – 1 Platten (P1', P2', ..., PN-1, ...) vorgesehen ist, der in einer im Vergleich zum ersten Satz umgekehrten Funktionsweise betrieben wird und die einzelnen Teile des Laserstrahls zu einem Laserstrahl mit dem vorgegebenen SPP2 zusammenführt.Device according to one of claims 27 to 30, characterized in that at least a second set of minimally N - 1 plates (P 1 ', P 2 ', ..., P N-1 , ...) is provided, which in a reverse operation is operated in comparison to the first set and merges the individual parts of the laser beam into a laser beam with the predetermined SPP 2 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der in den ersten Plattensatz eintretenden separierten Teilstrahlen oder der Strahlquerschnitt in seiner Längserstreckung des durch die Platten erst zu segmentierenden und separierenden Strahls in einer Ebene liegen, welche mit den Seitenflächen der Platten einen Winkel von 45° einschließt, und dass der Versatz der räumlichen Relativlagen der Teilstrahlen in einer Umsetzung der linienartigen Verteilung der Strahlsegmente des eintretenden Strahls zu einer linienartigen Verteilung zueinander paralleler Teilstrahlen am Ausgang besteht, wobei die Achsen dieser Verteilungen orthogonal zueinander stehen.Device according to one of claims 26 until 29, characterized in that the cross sections of in the first plate set entering separated partial beams or the beam cross section in its longitudinal extent of the plates first to be segmented and separated beam in a plane lying with the side surfaces of the plates includes an angle of 45 °, and that the offset of the spatial relative positions of the partial beams in an implementation of the linear distribution of the beam segments the incoming beam to a line-like distribution to each other parallel partial beams at the output, the axes of these Distributions are orthogonal to each other.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012041711A1 (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Jenoptik Optical Systems Gmbh Arrangement and method for generating a light beam for material processing
EP2641688A1 (en) * 2012-03-21 2013-09-25 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Laser processing apparatus and laser processing method
CN103326237B (en) * 2013-06-18 2015-04-08 王�锋 Method for designing two-dimensional stack of high power semiconductor laser device with symmetrical light beam quality
DE102014203479B3 (en) * 2014-02-26 2015-07-02 Forschungsverbund Berlin E.V. Light guide device and device comprising a light guide and means for emitting linearly arranged, parallel light beams
US20170123218A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Hexagon Technology Center Gmbh Lasermodule comprising a micro-lens array
EP3165872A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-10 Hexagon Technology Center GmbH Compensation of light intensity across a line of light providing improved measuring quality
EP3428713A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-16 LIMO GmbH Device for producing a linear intensity distribution of a laser beam
DE102018115126A1 (en) * 2018-06-22 2019-12-24 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical arrangement for converting an input laser steel into a line-like output beam and laser system with such an optical arrangement
CN112213862A (en) * 2019-07-10 2021-01-12 创新有限公司 Optical system for homogenizing the intensity of light radiation
DE102021130604B3 (en) 2021-11-23 2023-03-09 Limo Display Gmbh Laser radiation shaping device and laser device
US11759886B2 (en) * 2016-07-27 2023-09-19 Trumpf Laser Gmbh Laser line illumination
TWI821790B (en) * 2021-11-16 2023-11-11 德商Limo顯示有限責任公司 Device for shaping a laser radiation
DE102022118491A1 (en) 2022-07-25 2024-01-25 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical arrangement for converting an input laser beam into a line-like output beam

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19819333A1 (en) 1998-04-30 1999-11-04 Lissotschenko Vitaly Optical emitter array with collimation optics
EP1006382B1 (en) 1998-10-30 2002-09-18 Lissotschenko, Vitalij Apparatus and device for optically converting a light beam
US20050035103A1 (en) 2001-04-18 2005-02-17 Partlo William N. Laser thin film poly-silicon annealing optical system
DE102004034253A1 (en) 2004-07-14 2006-02-09 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for illuminating a surface
US20070024979A1 (en) 2003-08-01 2007-02-01 Vitalij Lissotschenko Beam-forming device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246524B1 (en) * 1998-07-13 2001-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device
DE10331442B4 (en) * 2003-07-10 2008-03-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Arrangement for transforming an optical radiation field
DE102006018504A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Arrangement for producing sharp-edged illumination line, comprises arrangement for transformation of incident radiation beam that comprises beam-splitting device and reclassification device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19819333A1 (en) 1998-04-30 1999-11-04 Lissotschenko Vitaly Optical emitter array with collimation optics
EP1075719B1 (en) 1998-04-30 2001-12-19 Lissotschenko, Vitalij Optical emitter array with collimating optics unit
EP1006382B1 (en) 1998-10-30 2002-09-18 Lissotschenko, Vitalij Apparatus and device for optically converting a light beam
US20050035103A1 (en) 2001-04-18 2005-02-17 Partlo William N. Laser thin film poly-silicon annealing optical system
US20070024979A1 (en) 2003-08-01 2007-02-01 Vitalij Lissotschenko Beam-forming device
DE102004034253A1 (en) 2004-07-14 2006-02-09 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for illuminating a surface

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012041711A1 (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Jenoptik Optical Systems Gmbh Arrangement and method for generating a light beam for material processing
EP2641688A1 (en) * 2012-03-21 2013-09-25 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Laser processing apparatus and laser processing method
CN103326237B (en) * 2013-06-18 2015-04-08 王�锋 Method for designing two-dimensional stack of high power semiconductor laser device with symmetrical light beam quality
US10295831B2 (en) 2014-02-26 2019-05-21 Forschungsverbund Berlin E.V. Light-conducting device, device having a light-conducting device, and means for emitting linear parallel light beams
DE102014203479B3 (en) * 2014-02-26 2015-07-02 Forschungsverbund Berlin E.V. Light guide device and device comprising a light guide and means for emitting linearly arranged, parallel light beams
WO2015128311A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-03 Forschungsverbund Berlin E.V. Light-conducting device, device having a light-conducting device, and means for emitting linear parallel light beams
JP2017508182A (en) * 2014-02-26 2017-03-23 フォルシュングスフェアブント ベルリン エー ファウForschungsverbund Berlin e.V. Photoconductive device, device including photoconductive device, and means for emitting parallel light beams arranged linearly
US10330466B2 (en) 2015-11-04 2019-06-25 Hexagon Technology Center Gmbh Compensation of light intensity across a line of light providing improved measuring quality
US20170123218A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Hexagon Technology Center Gmbh Lasermodule comprising a micro-lens array
CN106643547A (en) * 2015-11-04 2017-05-10 赫克斯冈技术中心 Compensation of light intensity across a line of light providing improved measuring quality
CN107044847A (en) * 2015-11-04 2017-08-15 赫克斯冈技术中心 Laser module including microlens array
US10877284B2 (en) 2015-11-04 2020-12-29 Hexagon Technology Center Gmbh Laser module comprising a micro-lens array
CN107044847B (en) * 2015-11-04 2020-02-28 赫克斯冈技术中心 Light emitting unit and triangulation-based distance measuring device
EP3165873A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-10 Hexagon Technology Center GmbH Lasermodule comprising a micro-lens array
EP3165872A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-10 Hexagon Technology Center GmbH Compensation of light intensity across a line of light providing improved measuring quality
US11759886B2 (en) * 2016-07-27 2023-09-19 Trumpf Laser Gmbh Laser line illumination
JP2019020731A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 リモ ゲーエムベーハーLIMO GmbH Apparatus for generating line-shaped intensity distribution of laser beam
KR102524153B1 (en) * 2017-07-14 2023-04-24 리모 디스플레이 게엠베하 Device for generating a line-like intensity distribution of a laser radiation
EP3428713A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-16 LIMO GmbH Device for producing a linear intensity distribution of a laser beam
KR20190008136A (en) * 2017-07-14 2019-01-23 리모 게엠베하 Device for generating a line-like intensity distribution of a laser radiation
CN109254408A (en) * 2017-07-14 2019-01-22 Limo有限责任公司 Equipment for generating the linear intensity distribution of laser emission
CN109254408B (en) * 2017-07-14 2022-04-19 Limo 显示有限公司 Device for generating a linear intensity distribution of laser radiation
US11105961B2 (en) 2017-07-14 2021-08-31 Limo Display Gmbh Apparatus for generating a line-shaped intensity distribution of a laser radiation
US11536979B2 (en) 2018-06-22 2022-12-27 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical arrangement and laser system
DE102018115126A1 (en) * 2018-06-22 2019-12-24 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical arrangement for converting an input laser steel into a line-like output beam and laser system with such an optical arrangement
DE102018115126B4 (en) * 2018-06-22 2020-02-13 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical arrangement for converting an input laser steel into a line-like output beam and laser system with such an optical arrangement
DE102019118676A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 Innovavent Gmbh Optical system for homogenizing the intensity of light radiation
DE102019118676B4 (en) 2019-07-10 2021-10-21 Innovavent Gmbh Optical system for homogenizing the intensity of light radiation and system for processing a semiconductor material layer
CN112213862A (en) * 2019-07-10 2021-01-12 创新有限公司 Optical system for homogenizing the intensity of light radiation
CN112213862B (en) * 2019-07-10 2022-10-14 创新有限公司 Optical system for homogenizing the intensity of light radiation
TWI821790B (en) * 2021-11-16 2023-11-11 德商Limo顯示有限責任公司 Device for shaping a laser radiation
DE102021130604B3 (en) 2021-11-23 2023-03-09 Limo Display Gmbh Laser radiation shaping device and laser device
DE102022118491A1 (en) 2022-07-25 2024-01-25 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical arrangement for converting an input laser beam into a line-like output beam
WO2024023071A1 (en) * 2022-07-25 2024-02-01 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optical assembly for converting an input laser beam into a linear output beam

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