用于均勻化激光束的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于均勻化激光束的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]激光束的傳播方向是指激光束的中間傳播方向，尤其是當(dāng)激光束不是平面波或至少部分發(fā)散時。除非另外明確說明，激光束、光束、分光束或束并非指幾何光學(xué)器件的理想光束，而是指真實光束、如具有高斯分布或修正的高斯分布或頂帽型(Top-Hat)分布的激光束，其不具有無限小的光束橫截面、而是具有擴(kuò)展的光束橫截面。
[0003]開頭所提類型的用于均勻化激光束的設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中以各種不同的實施方式公開。所繪制的用于均勻化激光束的設(shè)備構(gòu)造成兩級的并且包括第一均勻化級以及第二均勻化級，第二均勻化級沿傳播方向設(shè)置在第一均勻化級下游。第一均勻化級包括第一基板，第一基板具有光入射面和光出射面，在該光入射面和/或光出射面上構(gòu)造具有多個柱面透鏡器件的第一透鏡陣列，在所述柱面透鏡器件上待均勻化的激光束可被折射并且分解為多個分光束。第二均勻化級包括第二基板，第二基板具有光入射面和光出射面，在該光入射面和/或光出射面上構(gòu)造具有多個柱面透鏡器件的第二透鏡陣列，所述柱面透鏡器件可再次折射穿過第二透鏡陣列的分光束。激光束在離開第二均勻化級后具有基本上均勻的角度分布。另外，由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于均勻化激光束的設(shè)備包括傅立葉透鏡，該傅立葉透鏡沿光束傳播方向設(shè)置在第二透鏡陣列下游。第二透鏡陣列結(jié)合傅立葉透鏡能夠使分光束在工作面(其尤其可以是傅立葉透鏡的輸出側(cè)的焦平面)中這樣重疊，使得在那里至少可在一個方向上獲得均勻(相等)的強(qiáng)度分布。傅立葉透鏡因此將激光束的基本上均勻的角度分布轉(zhuǎn)化為在工作面中的均勻的強(qiáng)度分布。
[0004]第一和第二透鏡陣列的柱面透鏡器件可具有不同的焦距。在一個透鏡陣列中兩個相鄰的柱面透鏡器件的中心距或頂點距pl、p2(所謂的“間距”(Pitch))對于兩個透鏡陣列而言是相同的，即Pl = p2o這樣選擇兩個透鏡陣列的柱面透鏡器件的焦距和各透鏡陣列的距離以及傅立葉透鏡與第二透鏡陣列的距離，使得在與第二透鏡陣列隔開確定距離的工作面中可產(chǎn)生固定的線長度或照射區(qū)域的尺寸。
[0005]DE 10 2007 026 730 Al公開了一種用于借助總共三個均勻化級形成均勻角度分布的設(shè)備，所述均勻化級分別具有至少一個透鏡陣列，并且各均勻化級之間的距離能夠可變地調(diào)節(jié)。場透鏡(傅立葉透鏡)可使均勻角度分布形成在工作面中的均勻線狀強(qiáng)度分布。在此通過移動第三均勻化級可調(diào)節(jié)激光束的角度分布。因此，第三均勻化級的移動可用于改變在工作面中的線長度。透鏡陣列的透鏡器件的中心距(間距)在所有使用的透鏡陣列中是相同的。
[0006]在由現(xiàn)有技術(shù)公開的用于均勻化激光束的設(shè)備中已表明不利的是，始終必須設(shè)置附加的傅立葉透鏡，以便在工作面中獲得所希望的均勻的強(qiáng)度分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所基于的任務(wù)在于提供一種用于均勻化激光束的設(shè)備，其能夠在不設(shè)置附加傅立葉透鏡的情況下在工作面中至少在一個方向上形成均勻的強(qiáng)度分布。
[0008]該任務(wù)通過開頭所提類型的、具有權(quán)利要求1特征部分特征的用于均勻化激光束的設(shè)備來解決。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的、用于均勻化激光束的設(shè)備的特征在于，第一透鏡陣列的柱面透鏡器件的中心距Pl大于第二透鏡陣列的柱面透鏡器件的中心距P2，第一透鏡陣列的中心柱面透鏡器件的透鏡頂點與第二透鏡陣列的與之相配的中心柱面透鏡器件的透鏡頂點對齊，并且第一透鏡陣列的其余柱面透鏡器件的透鏡頂點和第二透鏡陣列的其余柱面透鏡器件的透鏡頂點以及第一透鏡陣列的與之相配的柱面透鏡器件的透鏡頂點從第二透鏡陣列的中心起具有向外漸增的頂點偏移，使得在工作面中可至少在第一方向上獲得均勻的強(qiáng)度分布。術(shù)語“相配”在此情況下表示:由第一透鏡陣列的柱面透鏡器件形成的每個分光束正好穿過第二透鏡陣列的柱面透鏡器件之一(更進(jìn)一步說穿過配置給該分光束并因此配置給第一透鏡陣列的形成該分光束的柱面透鏡器件的柱面透鏡器件)。根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，第一透鏡陣列的柱面透鏡器件的中心距Pl不同于第二透鏡陣列的柱面透鏡器件的中心距P2，在此pl>p2。第一透鏡陣列和第二透鏡陣列的相鄰的柱面透鏡器件的透鏡頂點之間的中心距p1、p2互不相同導(dǎo)致對于兩個透鏡陣列的中心(中間)柱面透鏡器件而言，第一透鏡陣列的中心柱面透鏡器件的透鏡頂點與第二透鏡陣列的與之相配的中心柱面透鏡器件的透鏡頂點對齊。兩個透鏡陣列的其余(在中心透鏡器件兩側(cè)的)柱面透鏡器件的透鏡頂點具有向外漸增的側(cè)向偏移。從第二透鏡陣列的中心柱面透鏡器件(其光軸與第一透鏡陣列的與之相配的中心柱面透鏡器件的光軸對齊)起，第二透鏡陣列的柱面透鏡器件的相應(yīng)光軸由于該頂點偏移而也相對于第一透鏡陣列的與之相配的柱面透鏡器件的光軸具有向外漸增的偏移。因此，分光束利用側(cè)向偏移射到第二透鏡陣列的與之相配的柱面透鏡器件的第一光學(xué)功能邊界面上。根據(jù)本發(fā)明的用于均勻化激光束的設(shè)備的一個重要優(yōu)點在于，該設(shè)備不具有傅立葉透鏡。已令人驚奇地表明，借助在此所描述的光學(xué)結(jié)構(gòu)在工作面中可至少在一個方向上獲得均勻的強(qiáng)度分布，并且無須為此目的設(shè)置附加的傅立葉透鏡。
[0010]為了進(jìn)一步提高工作面中的光束質(zhì)量，在一種優(yōu)選實施方式中，該設(shè)備包括柱面透鏡器件，該柱面透鏡器件的柱面軸線垂直于兩個透鏡陣列的柱面透鏡器件的柱面軸線定向，該柱面透鏡器件這樣構(gòu)造并且在光束路徑中這樣設(shè)置在第二透鏡陣列下游，使得該柱面透鏡器件能夠?qū)⒎止馐卮┻^兩個透鏡陣列之后的不均勻的軸線聚焦到工作面中。
[0011]在本發(fā)明的一種特別有利的擴(kuò)展方案中提出:
[0012]一第一基板在第二光學(xué)功能邊界面上具有多個柱面透鏡器件，這些柱面透鏡器件沿第二方向并列設(shè)置并且構(gòu)成第三透鏡陣列，第一基板的沿第二方向并列設(shè)置的柱面透鏡器件具有彼此平行定向的柱面軸線，這些柱面軸線垂直于第一透鏡陣列的柱面透鏡器件的柱面軸線定向；并且
[0013]一第二基板在第二光學(xué)功能邊界面上具有多個柱面透鏡器件，這些柱面透鏡器件沿第二方向并列設(shè)置并且構(gòu)成第四透鏡陣列，第二基板的沿第二方向并列設(shè)置的柱面透鏡器件具有彼此平行定向的柱面軸線，這些柱面軸線垂直于第二透鏡陣列的柱面透鏡器件的柱面軸線定向。
[0014]作為替代方案可規(guī)定，該設(shè)備包括具有第三透鏡陣列的第三基板和具有第四透鏡陣列的第四基板，在此第三透鏡陣列具有多個柱面透鏡器件，這些柱面透鏡器件沿第二方向并列設(shè)置并且具有彼此平行定向的柱面軸線，這些柱面軸線垂直于第一透鏡陣列的柱面透鏡器件的柱面軸線定向，并且第四透鏡陣列具有多個柱面透鏡器件，這些柱面透鏡器件沿第二方向并列設(shè)置并且具有彼此平行定向的柱面軸線，這些柱面軸線垂直于第二透鏡陣列的柱面透鏡器件的柱面軸線定向。
[0015]由此，可在工作面中獲得在兩個相互垂直的方向上被均勻照亮的、基本上呈直角的強(qiáng)度分布。
[0016]在一種特別有利的實施方式中可能的是，第三透鏡陣列的柱面透鏡器件的中心距P3大于第四透鏡陣列的柱面透鏡器件的中心距p4。與第一和第二透鏡陣列的柱面透鏡器件類似，在此也可使偏離中心(非中心)的柱面透鏡器件的透鏡頂點偏移。
[0017]在一種特別有利的實施方式中提出，第一透鏡陣列的所有柱面透鏡器件的焦距匕是相同的；和/或第二透鏡陣列的所有柱面透鏡器件的焦