[发明专利]确定和修正激光束的射束方位的射束方位测量系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定激光束的射束方位的设备和方法，其具有用于将副射束从所述激光束耦合输出的分束器和布置在所述副射束中的光学位置传感器。在此设置了：在所述副射束的光路中或者在所述激光束的光路中，在所述分束器之前布置有射束成形器；所述副射束的强度轮廓通过所述射束成形器来成形，并且成像到所述光学位置传感器上；利用光学位置传感器，在所述位置传感器上可确定所成形的副射束的强度分布和/或所成形的副射束的焦点的方位；并且所述设备构造为，从利用光学位置传感器检测到的强度分布和/或从所成形的副射束的焦点的方位确定激光束的射束方位。所述设备和所述方法使得能够精确识别出激光束的射束方位误差。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的相应的前序部分所述的一种用于确定激光束的射束方位（Strahllage）的射束方位测量系统和一种用于确定和修正激光束的射束方位的方法。

背景技术

在激光束源中，在激光器运行中例如可能出现不期望的热效应，由于所述热效应，输出辐射在角度和位置方面的方位或者射束直径改变。可是，在激光技术的许多应用领域中，例如在材料加工中，要求高的指示稳定性。入射到工件上的激光束的任何位置或者角度误差都会对进行剥离的激光光斑的定位准确度发生作用，并且由此使加工的精准劣化。在输入射束的直径方面的偏差对激光束在加工平面中的焦点直径或强度分布发生作用，并且以此也对加工结果发生作用。

为了能够识别出和补偿或纠正激光束的射束方位的偏差，已知了射束方位测量系统，其中副射束（Nebenstrahl）从激光束中耦合输出，并且输送给光学位置传感器，用于进行方位确定。为了能够不仅证实激光束的横向移位而且证实激光束的传播方向的偏差，不利地需要两个分开的副射束，所述副射束分别输送给光学位置传感器。

为了进行射束成形，示例性地在离轴照明中，针对光刻或者激光材料加工、如切割、焊接或者针对消融，采用衍射光学元件（DOE）。由玻璃制成的不可改变的DOE（示例性地借助电子束或者激光光刻来制造）越来越多地通过可编程的射束成形器来替换。用于影响激光束的空间上的（oertlichen）和时间上的强度分布的可编程的射束成形器作为基于液晶的“空间光调制器（SLM，Spatial Light Modulator）”或者作为呈可动镜的一维或者二维布置形式的“数字微镜器件（Digital Micro-mirror Device）”而是已知的。空间光调制器通过改变光学路程长度或者折射率来引起空间上的相位改变。在知晓输入射束的特性的情况下，可以利用所述特性而有针对性地调整输出射束的波前的所期望的形状。借助SLM，在激光加工设施的工作面上的远场中，也可以调整激光束的所期望的强度分布，并且以此调整所期望的射束形状。

发明内容

本发明的任务是提供一种设备和一种方法，利用所述设备和所述方法使得能够准确且快速地识别出激光束的射束方位的偏差。