[发明专利]可变像散射束适配设备和频率转换单元

说明书

一种射束适配设备(21)，用于沿着射束适配设备(21)的射束轴线(25)传播的电磁辐射的可变像散调设，具有：‑用于接收电磁辐射的第一像散透镜单元(27)，其提供能相对于所述射束轴线(25)倾斜以调设像散的至少一个第一透镜(L1)；‑发散度适配透镜单元(31)，其具有用于调设发散度的第二透镜(L2)，其中，第二透镜(L2)与第一透镜(L1)之间的沿着所述射束轴线(25)的间距(d12)是能调设；和，‑第二像散透镜单元(29)，其具有能相对于所述射束轴线(25)倾斜以调设像散的至少一个第三透镜(L3)，其中，尤其为了调设电池辐射在第三透镜(L3)上的尺寸，第二透镜(L2)与所述第三透镜(L3)之间的沿所述射束轴线(25)的间距(d23)是能调设的。所述射束适配设备(21)例如可用于在频率转换时进行像散预补偿。

技术领域

本发明涉及一种射束适配器，尤其是用于对激光射束在诸如横向延伸尺度和发散度的射束参数方面进行连续可变适配，特别是用于影响像散和非旋转对称的射束横截面。此外，本发明涉及频率转换单元和用于频率转换的方法。

背景技术

在复杂的光学系统中，激光射束可以具有不同的输入参数，这些参数要适配于窄的输出规格。例如，要耦合到光学系统中的激光射束的特定输入参数由单个射束源或多个射束源的特性结合射束引导件或定位在射束中的其他光具得到。例如对各激光类型、各产品系列、各设备(安装)，这些特性相互不同。然而，因为复杂的光学系统(如射束源或射束引导件)例如很少能够没有公差地相同构建或运行，所以在一产品系列的计划为相同的各单元之间也可能例如由于不完全相同或不完美的射束源或射束引导件个体而出现不同的特性。特定的输出参数可基于特定的光学要求和接收激光射束的光学系统的要引起的光学过程得到。与输入参数类似，所需的输出参数可以不同并且可以单独变化。然而，由于应用或随后的光具，输出参数通常位于非常窄的公差范围内，以便能够实现可严格重复的精确的激光应用/过程。

在此涉及射束的横向射束尺寸和发散度。这基本上是指如在ISO13694，ISO 11145和ISO 11146标准中定义的场或强度分布的二阶矩。但是，也可以使用其他适当的定义。

通常，在射束源、射束引导件和应用系统之间以不同方式适配激光射束的横向延伸尺度及其在多个轴线上的发散度。接收这种射束的许多系统需要特别旋转对称的射束，射束源或接收系统之前的光学系统不能以所需的精度提供所述射束。然而，在一些接收系统中，激光射束的精确限定的非旋转对称的(例如椭圆的和/或像散的)形状也是适配的目标。一般性地，US2009/0257118A1示出了一种用于射束成形的望远镜组件，其例如由于预选的镜而在射束适配方面不具有可变性。

当例如通过非线性频率转换产生紫外(UV)激光辐射时，在频率转换单元中可能会出现UV激光辐射的幅值和相位方面的不希望的像差。这种像差例如通过后接的并且设置用于修正的光学系统补偿，例如参见US 2012/0120481A1和US2004/0228372A1。然而，这种光学修正系统的光学零部件可能由于UV激光辐射而受到对表面、特别是表面涂层的逐步影响(例如局部破坏)，该逐步影响对整个系统的功能是有害的。

此外，DE 10 2010 003591 A1公开了一种频率转换组件，其中，为了补偿非线性晶体中传播方向的差异，通过以相对于射束轴线的较小偏移和/或倾斜通过透镜而引起两个输入射束的射束偏移。在此，由于仅需要小的射束偏移，因此避免了入射激光射束的过强椭圆率。此外，US8,422,119B1公开了用于频率转换的非线性晶体和布置在该非线性晶体之前以在非线性晶体中产生特定的射束形状的柱面透镜的组合。此外，EP 1 237 034 B1公开了一种具有电子斑尺寸控制和聚焦控制的光学系统，US2012/0032065公开了一种频率转换的激光系统的动态性波前控制，而US5,745,296公开了一种多射束绘写设备。

发明内容

本发明的一个方面的任务在于提供可变像散射束适配器。本发明的另一方面的任务在于提供频率转换单元的具有旋转对称延伸尺度和/或发散度的输出射束，特别是UV输出射束。