[发明专利]用于激光光斑调整的方法及用于执行该方法的激光装置

权利要求书

1.一种用于借助激光装置(1，1′)对用于工件(7)的激光处理、优选地为用于待接合工件的激光塑性焊接的高强度激光光斑(12)进行调整的方法，所述激光装置(1，1′)包括发射激光束(6)的至少一个激光器和用于会聚激光束(6)的至少一个聚焦透镜(4)以及用于调整激光束(6)的光束直径的光学操作元件(5)，其中光学操作元件(5)被构造为将原始激光束(6)分成指向工件(7)的一束局部激光束(9)的衍射光学元件(5)，其特征在于，借助衍射光学元件(5)，优选地在焦平面(10)上并且与焦平面(10)的扩展方向垂直地将激光光斑(12)的直径相对于进入衍射光学元件(5)时的原始激光束(6)的直径放大至期望尺度，并且从原始激光束(6)产生并且指向工件(7)的具有重叠和/或任意形状的间隙的局部激光束(9)被集中以形成作用于单个处理点的总激光束(8)，其中由衍射光学元件(5)确定局部激光束(9)的数量和直径以及总激光束(8)的总直径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由衍射光学元件(5)产生的局部激光束(9)在它们的边缘处重叠，其中由横向重叠形成连续的光束轮廓(14)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由衍射光学元件(5)产生的局部激光束(9)在它们的边缘处不重叠，其中间隔离散点的一维或二维光束轮廓(14)被形成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由于在工件(7)的材料中的交互，优选地通过导热性将光点图案集合在一起以形成连续的有效轮廓。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对于合成光束轮廓(14)，就强度和/或功率而言对由衍射光学元件(5)产生的局部激光束(9)加权使得针对激光光斑(12)的不同光束轮廓(14)可以被形成。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据以下函数在由坐标(x，y)确定的相对于激光光斑(12)中心的轮廓点处确定合成激光束(8)的光束轮廓(14)，优选地为确定其强度

I(x,y)=P2πb1b2-r2]]>

其中b代表半径，P代表总强度并且r代表所涉及的轮廓点距合成激光束(8)的中心的距离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，无需相对于从所述激光器射出的激光束(6)的精确对齐、特别是横向对齐的不同设计的可互换衍射光学元件被用于激光光斑(12)的不同调整。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，数个标准单元有间隔或无间隔地并排布置以形成衍射光学元件(5)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，衍射光学元件(5)被布置在聚焦透镜(4)与所述激光器下游的准直透镜(3)之间。

10.一种用于工件(7)的激光处理、优选地为用于待接合工件的激光塑性焊接的激光装置(1，1′)，所述激光装置包括发射至少一个激光束(6)的至少一个激光器和用于会聚激光束(6)的至少一个聚焦透镜(4)以及用于调整激光束(6)的光束直径的光学操作元件(5)，其中聚焦透镜(4)在工件(7)上产生高强度的激光光斑(12)，操作元件(5)被构造为衍射光学元件(5)，其中集中的、由衍射光学元件(5)产生的局部激光束(9)形成指向焦平面(10)的合成光束轮廓(14)，其特征在于，衍射光学元件(5)优选地在焦平面(10)上并且与焦平面(10)的扩展方向垂直地将工件(7)上的激光光斑(12)的直径相对于进入衍射光学元件(5)时的原始激光束(6)的直径放大至期望尺度，其中所产生的局部激光束(9)被集中以形成包括重叠和/或任意形状的间隙的并且指向工件(7)的单个处理点的总激光束(8)。