DE19825092C2 - Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser - Google Patents
Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem FokusdurchmesserInfo
- Publication number
- DE19825092C2 DE19825092C2 DE1998125092 DE19825092A DE19825092C2 DE 19825092 C2 DE19825092 C2 DE 19825092C2 DE 1998125092 DE1998125092 DE 1998125092 DE 19825092 A DE19825092 A DE 19825092A DE 19825092 C2 DE19825092 C2 DE 19825092C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- laser
- laser system
- observation
- optical
- beam path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Beschrieben wird ein Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser, bei dem Mittel zum Erzeugen von paralleler Laserstrahlung sowie ein optisches System zur Formung, Führung und Fokussierung der Laserstrahlung vorgesehen sind. Die Erfindung zeichnet sich zum einen dadurch aus, daß ein Strahlteiler zum Einbringen eines Beobachtungs- und/oder Überwachungsstrahlengangs in die parallele Laserstrahlung vor dem optischen System vorgesehen ist und daß zum anderen das optische System ein erstes negatives (konkaves) und ein zweites positives (konvexes) optisches Element umfaßt, deren Abstand veränderbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lasersystem zur Erzeugung eines
fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser gemäß
dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Bevorzugtes Anwendungsge
biet der vorliegenden Erfindung ist das Schweißen von Werkstü
cken mit Laserstrahlung. Die Erfindung ist jedoch allgemein bei
der Bearbeitung von Werkstücken mit Laserstrahlung, wie z. B.
auch beim Schneiden oder Bohren, einsetzbar.
Bei der Verwendung von Laserstrahlung zur Bearbeitung von
Werkstücken wird auf der Bearbeitungsstelle ein Laserfokus
erzeugt, dessen Durchmesser typischerweise unter einem Millime
ter liegt. Um optimale Bearbeitungsergebnisse zu erzielen, ist
es wichtig, den Durchmesser des Laserfokus entsprechend der
jeweiligen Bearbeitungsaufgabe einstellen zu können.
Zusätzlich treten besondere Probleme bei der Übertragung der
Laserstrahlung mittels Lichtwellenleitern auf (Fig. 1). Man
unterscheidet unter anderem zwischen sogenannten Stufenindex-
und Gradientenindexfasern. Die Stufenindexfasern haben die
optische Eigenschaft, daß die Größe des Strahldurchmessers an der
Faseraustrittsseite unabhängig von dem Durchmesser an der
Eintrittsseite ist und genau dem Durchmesser der Faser ent
spricht. Allerdings wird der Öffnungswinkel des Strahlkegels im
Regelfall nur annähernd konserviert. Eine Änderung des Öffnungs
winkels ergibt sich beispielsweise beim für Festkörperlaser
typischen Erstpulsverhalten (erster Puls hat im Regelfall eine
bessere Strahlqualität als die nachfolgenden). Dadurch ergibt
sich für eine häufig verwendete Abbildungsoptik der in Fig. 1
skizzierte Strahlenverlauf (durchgezogener Strahlenverlauf: z. B.
Erstpuls; gestrichelter Strahlverlauf: z. B. Dauerpuls). Deutlich
ist zu sehen, daß der Strahldurchmesser nur in der Abbildungsebe
ne der Faser (Fokusebene) konstant bleibt. Dies ist ein Grund,
weshalb der Materialbearbeitungsprozeß vorzugsweise in Fokusebe
ne des Laserstrahls stattfinden sollte. Ein weiterer Grund ist
der, daß sich in der Fokusebene auf Grund der gekrümmten Strahl
kaustik der Strahldurchmesser bei Fehlpositionierung in Strahl
richtung (z) relativ am geringsten ändert und somit am wenigsten
fehlpositionierempfindlich ist. Zudem sind die meisten Material
bearbeitungsprozesse Vorgänge, die in die Tiefe des Materials ein
dringen und somit einen relativ tiefenunabhängigen Strahldurch
messer erfordern.
Ein konkretes Anwendungsbeispiel für das Erfordernis eines
variabel einstellbaren Fokusdurchmessers sind Maschinen zur
Herstellung von Schmuckketten. Je nach zu bearbeitender Draht
stärke (in der Regel zwischen 0,2 und 0,8 mm) ist ein entspre
chend gleich großer Schweißpunktdurchmesser gewünscht.
Aus dem Stand der Technik sind bereits vier verschiedene Metho
den bekannt, den Laserfokusdurchmesser zu variieren. Die ein
fachste Methode ist, die Bearbeitungsebene aus der Fokusebene
heraus zu bewegen, wie dies in Fig. 1, Ebene 1, dargestellt ist.
Nachteilig hierbei ist, daß nicht mehr im Fokus gearbeitet wird,
was die Präzision beeinträchtigt. Außerdem wirken sich dann
Fehlpositionierungen wegen der gekrümmten Strahlkaustik empfind
licher als in der Fokusebene aus. Alternativ dazu ist die
Verwendung von austauschbaren Fokussieroptiken mit verschiedenen
Brennweiten möglich, um verschiedene Spotdurchmesser zu erzeu
gen. Allerdings ist diese Methode zeit- und kostenaufwendig, da
immer ein geeignetes Sortiment an Fokussieroptiken bereitgehal
ten werden muß und für den jeweiligen Anwendungszweck ein
Austausch der Fokussieroptik durchgeführt werden muß. Eine
weitere Möglichkeit sieht die reine Divergenzverstellung vor,
bei der in den Strahlengang zwischen den beiden Linsen in Fig. 1
eine oder mehrere weitere Linsen eingebracht und die Position
einer Linse variabel einstellbar gewählt wird. Dadurch kann der
Fokus des Laserstrahls verändert und bei festem Arbeitsabstand
von der letzten Fokussierlinse der Spotdurchmesser variabel
eingestellt werden. Diese Methode wird vor allem bei sogenannten
Handschweißarbeitsplätzen eingesetzt, bei denen der Spotdurch
messer relativ schnell und einfach verändert werden muß. Aller
dings arbeitet man bei dieser Methode bis auf die Einstellung
des kleinsten Durchmessers ebenfalls nicht im Fokus.
Eine bessere Möglichkeit zur Erzeugung eines Laserfokus mit
variablem Fokusdurchmesser bietet die Verwendung eines sogenann
ten afokalen Teleskops, welches sich dadurch auszeichnet, daß es
paralleles Eingangslicht in paralleles Ausgangslicht mit variab
lem Durchmesser transformiert. Dadurch ändert sich auch die
Größe des Durchmessers des Laserfokus in der Arbeitsebene und
der Laserfokus bleibt im wesentlichen in der Arbeitsebene
positioniert (EP 0 723 834 A1, US 4,353,617). Derartige afokale
Teleskope bestehen typischerweise aus mindestens drei, im Regel
fall jedoch aus vier Linsen, wobei immer zwei Linsen bewegt
werden müssen (Arbeiten mit Tabelle notwendig). Ein wesentlicher
Nachteil ist weiterhin, daß die in das Teleskop eintretende
Laserstrahlung zunächst fokussiert wird, so daß das nachfolgende
optische Element mit einer höheren Leistungsdichte beaufschlagt
wird. In der Praxis liegt dann häufig der Fokus innerhalb eines
optischen Elements, wie dies beispielsweise in der US 4,353,617
dargestellt ist. Die optischen Elemente können jedoch nur bis
zur einer bestimmten Leistungsdichte beansprucht werden, so daß
ein afokales Teleskop gerade für hohe Laserpulsleistungen nicht
geeignet ist. Da die Baugröße des afokalen Teleskops in der
Regel verhältnismäßig groß ist und zudem noch eine Fokussierlin
se verwendet werden muß, ergibt sich insgesamt ein vergleichswei
se großes optisches System zur Erzeugung eines Laserfokus mit
variablem Fokusdurchmesser.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Lasersystem anzugeben, welches bei einem vergleichsweise einfa
chen Aufbau auch bei hohen Laserpulsleistungen gestattet, einen
Laserfokus mit variablem Fokusdurchmesser zu erzeugen.
Die Lösung dieser Aufgabe folgt durch ein Lasersystem mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterentwicklungen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 11.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin,
daß durch die Verwendung eines ersten negativen und eines
zweiten positiven optischen Elementes die Fokussierung von
Laserstrahlung in eines der optischen Elemente, wie beim afoka
len Teleskop, vermieden wird. Daher kann das erfindungsgemäße
Lasersystem auch beim Arbeiten mit hohen Laserpulsleistungen
problemlos verwendet werden. Das Einspiegeln eines Beobach
tungs- und/oder Überwachungsstrahlenganges in die parallele
Laserstrahlung hat darüberhinaus den Vorteil, daß das Beobach
tungsfeld stets ein konstantes Vielfaches des Laserfokusdurch
messers ist. Zudem bietet das Einspiegeln des Beobachtungsstrah
lenganges erhebliche Vorteile bei der Positionierung der Fokus
ebene. Da nämlich zwei parallele Strahlen überlagert werden,
sagt das zugrundeliegende Prinzip: Sieht der Beobachter das
Werkstück scharf, so hat auch der Laserstrahlengang auf dem
Werkstück seinen Fokus. Demnach kann nach dem Strahlteiler
jegliche Optik angebracht bzw. verschoben werden, ohne daß sich
obiges Prinzip verändert. Bei einem kleinen Fokusdurchmesser
sieht der Beobachter ein kleines Arbeitsfeld, das der Beobachter
jedoch vergrössert sieht. Mit zunehmenden Durchmesser des Laser
fokusdurchmessers reduziert sich auch die optische Vergrös
serung des vom Beobachter zu sehenden Bearbeitungsfeldes. Insge
samt kommt das vorliegende Lasersystem im Vergleich zu afokalen
Teleskopsystemen mit weniger Linsen aus und ist damit insgesamt
preiswerter herzustellen.
Ein weiterer wesentlicher Abgrenzungspunkt gegenüber dem afoka
len Teleskop besteht darin, daß beim afokalen Teleskop Aufweitung
und Fokussierlinse entkoppelt sind. Da der parallele Beobach
tungsstrahlengang nach dem afokalen Teleskop eingespiegelt wird,
muß die Abbildungsqualität des optischen Vergrößerungssystems so
ausgelegt sein, daß der vergrößerte Laserstrahl für alle Einstel
lungen ebenfalls hinreichend parallel ist. Bei der Erfindung ge
mäß Anspruch 1 müssen Vergrößerungssystem und Fokussierlinse
nicht entkoppelt betrachtet werden. Dies hat zur Folge, daß Lin
senfehler aus dem Vergrößerungssystem durch die anschließende Fo
kussierlinse kompensiert werden können. In Folge dessen kann die
Zahl der insgesamt benötigten Linsen reduziert werden.
Um nicht das gesamte Lasersystem oder das zu bearbeitende Werk
stück verschieben zu müssen, sehen die Unteransprüche 3 und 5
ein Nachstellen der Fokussieroptik vor, damit der Laserfokus
stets in der Bearbeitungsebene liegt. Am elegantesten ist hier
bei die Lösung gemäß dem Unteranspruch 5, bei dem die Konkav
linse fest positioniert ist und zwei Konvexlinsen durch ein
nichtlineares Schneckengewinde gekoppelt verschiebbar gelagert
sind, so daß nur noch eine Drehbewegung zum Verschieben der
Konvexlinsen und zur Variation von deren Abstand untereinander
erforderlich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 näher erläuter werden.
Es zeigen:
Fig. 1: Typischer Strahlenverlauf eines Schweißkopfes mit Licht
wellenleiter zur Materialbearbeitung gemäß dem Stand der
Technik (schematisch),
Fig. 2: Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform des er
findungsgemäßen Lasersystems mit variablem Fokusdurchmes
ser,
Fig. 3: Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform des er
findungsgemäßen Lasersystems mit variablem Fokusdurchmes
ser,
Fig. 4: Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Lasersystems ge
mäß der ersten Ausführungsform,
Fig. 5: Geometrischer Strahlengang von exemplarischem Lasersystem
gemäß der ersten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine häufig verwendete Abbildungsoptik zur Übertra
gung der von einer nicht dargestellten Laserstrahlquelle erzeug
ten Laserstrahlung und zu deren Fokussierung auf ein Werkstück
1. Das Austrittsende des Lichtwellenleiters 2 wird im Brennpunkt
einer ersten Kollimationslinse 3 positioniert, wodurch nach der
Linse 3 ein paralleler Strahlengang vorliegt. Zur Fokussierung
dient eine weitere Kollimationslinse 4, in deren Brennebene das
Werkstücks 1 positioniert ist. Der durchgezogene Strahl ent
spricht einer geringen Einkoppeldivergenz, während der ge
strichelte Strahl eine hohe Einkoppeldivergenz aufweist. Der
Strahldurchmesser ist nur in der Abbildungsebene des Lichtwel
lenleiters 2, also der Fokusebene, konstant. Außerhalb dieses
Bereiches, beispielsweise in der Ebene 5, wird mit einem größe
ren Strahldurchmesser gearbeitet, allerdings nicht mehr im
Fokus. Die damit verbundenen Nachteile sind bei der Erörterung
des Standes der Technik angegeben.
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lasersystems
sieht gemäß Fig. 2 vor, in den parallelen Laserstrahlengang, im
vorliegenden Fall also nach der ersten Kollimationslinse 3,
einen teilreflektierenden Spiegel 6 anzubringen, mit dem ein
Beobachtungsstrahlengang eingespiegelt werden kann, der eben
falls auf unendlich eingestellt ist. Da somit zwei parallele
Strahlengänge überlagert sind, hat der Laserstrahlengang auf dem
Werkstück 1 seinen Fokus, wenn auch der Beobachter das Werkstück
1 scharf sieht. Im Prinzip kann nun nach dem Strahlteiler jeg
liche Optik angebracht bzw. verschoben werden, ohne daß sich das
zuvorgenannte Prinzip ändert. Nachfolgend wird in den Strahlen
gang eine Konkavlinse 7 und davon beabstandet eine Kollimations
linse 4 eingebracht. Durch Variation des Abstandes d zwischen
der Konkavlinse 7 und der Konvexlinse 4 läßt sich der Durchmes
ser des Fokus variieren. Damit die Fokusebene in der Werkstück
ebene liegen bleibt, muß das System aus Konkavlinse 7 und
Konvexlinse 4 entsprechend in Z-Richtung verschoben werden. Um
störende Linsenfehler zu vermeiden, besteht das Element 4 in der
Praxis häufig aus zwei konvexen Einzellinsen.
Eine zweite Ausführungsform (Fig. 3) unterscheidet sich von
derjenigen gemäß Fig. 2 dadurch, daß die Konkavlinse 7 fest
positioniert bleibt, und stattdessen zwei Konvexlinsen 8 und 9
vorgesehen sind, die relativ zueinander und gegenüber der
fixierten Konkavlinse 7 verschiebbar sind. Hierfür sind die
beiden Konvexlinsen 8 und 9 über ein nichtlineares Schneckenge
winde gekoppelt, so daß nur noch eine Drehbewegung erforderlich
ist, um einerseits den Durchmesser des Laserfokus zu verändern
und gleichzeitig die Fokusebene 1 beizubehalten.
In den Ausführungsbeispielen, wie sie in den Fig. 2 und 3
dargestellt sind, ist der teilreflektierende Spiegel 6 hochre
flektierend für den Beobachtungsstrahlengang ausgelegt, während
er für die Laserstrahlung transmittierend ausgelegt ist. Selbst
verständlich kann dies auch in der umgekehrten Weise folgen, wie
es z. B. in Fig. 4 der Fall ist.
Fig. 4 zeigt exemplarisch einen Laserschweißkopf 10, in die die
Laserstrahlung über einen Lichtwellenleiter 2 und eine Faserbu
chse 11 eingekoppelt wird. Bei der hier nicht dargestellten
Laserstrahlquelle kann es sich beispielsweise um einen Festkör
perlaser vom Typ Nd:YAG-Festkörperlaser mit einer Wellenlänge
von 1064 nm handeln. Der Laserstrahl mit einem Öffnungswinkel
von 2 × 12,5° wird nach der Faser durch eine konvexe Linse 3
mit einer Brennweite f = 54 mm kollimiert. Der kollimierte Strahl
besitzt nun einen Durchmesser von 24 mm und wird von dem teilre
flektierenden Umlenkspiegel 6, der für die Laserwellenlänge
(1064 nm) hochreflektierend und die Beobachtungswellenlänge (870
nm für CCD Kamera, 400-700 nm für visuelle Beobachtung) trans
mittierend ist, umgelenkt. Anschließend durchläuft der parallele
Laserstrahl zunächst die Konkavlinse 7 und wird von der Konvex
linse 4 auf das Werkstück 1 fokussiert. Ein Schutzglas 12 ver
hindert, daß das Innere des Laserschweißkopfes bei der Material
bearbeitung verschmutzt wird. Die Beobachtung kann über eine
CCD-Kamera, ein Binokular oder ein Monokular 13 erfolgen. Im
vorliegenden Beispiel besitzt der Laserstrahl hinter dem
Schutzglas einen Durchmesser von 44 mm. Der Arbeitsabstand bewegt
sich im vorliegenden Beispiel im Bereich von 60-120 mm von der
letzten Konvexlinse 4 und der Durchmesser des Laserfokus kann
zwischen 0,3 mm und 0,8 mm variabel eingestellt werden. Zur
Justage des Laserschweißkopfes wird zunächst der gewünschte
Schweißpunktdurchmesser (Laserfokusdurchmesser) auf einer Skala
an der Konkavlinse 7 durch Verschieben dieser Linse eingestellt.
Anschließend erfolgt eine X-Y-Positionierung des Schweißpunktes
über das Monokular 13 mit integriertem Fadenkreuz. Um den
Schweißpunkt (Laserfokus) in die Werkstückebene 1 zu bringen,
wird die gesamte Fokussieroptik aus Konkavlinse 7 und Konvexlin
se 4 in Z-Richtung verschoben und das Werkstück 1 durch das Mono
kular beobachtet. Sieht der Beobachter das Werkstück scharf,
liegt dort auch der Laserfokus mit dem zuvor eingestellten Fokus
durchmesser. Es wird also stets im Fokus des Laserstrahls gear
beitet und die Anforderungen an die Toleranzen der Divergenzver
stellung (Verschiebung der Konkavlinse 7) sind relativ gering.
Es versteht sich von selbst, daß anstelle der Nachführung der
Fokussieroptik auch der gesamte Schweißkopf oder das Werkstück
bewegt werden kann, wenn auch aus praktischen Gründen die Ver
schiebung der Fokussieroptik zu bevorzugen ist. Die Beein
trächtigung der visuellen Beobachtung durch chromatische Linsen
fehler kann reduziert werden, wenn ein geeignetes Interferenzfil
ter (z. B. 550 nm) in dem Beobachtungsstrahlengang plaziert wird.
Bei einem großen Abstand zwischen der Konkavlinse 7 und der Kon
vexlinse 4 ergibt sich ein kleiner Fokusdurchmesser, was vorteil
haft ist bei niedrigen Laserleistungen, und eine kleine Brennwei
te, so daß der Arbeitsabstand relativ gering ist und andererseits
die Vergrößerung des Arbeitsfeldes relativ groß ist. Demgegenüber
wird bei einem kleinen Abstand der Linsen 7 und 4 ein großer Fo
kusdurchmesser (vorteilhaft bei hoher Laserleistung/Pulsenergie)
erzielt und eine große Brennweite liegt vor, so daß der Arbeits
abstand automatisch größer ist, was zu einer Schonung des Schutz
glases beiträgt.
Wird die Beobachtung des Werkstückes weggelassen und stattdessen
ein Pilotlaser mit dem eigentlichen Laserstrahl in die Faser
eingekoppelt, sind nach der eigentlichen Aufkollimation durch
die Linse 3 ebenfalls zwei kollineare Strahlen übergelagert. Mit
Hilfe einer Z-Achsenverstellung der beiden letzten Linsen gilt
ebenfalls das Prinzip: ist der Pilotlaser scharf, so hat auch
der Materialbearbeitungslaser seinen Fokus auf dem Werkstück.
Bei Lasern mit einer von der Pumpintensität unabhängigen Strahl
divergenz kann prinzipiell immer der Laserstrahlengang mit dem
Beobachtungsstrahlengang überlagert werden. Dadurch gewinnt das
oben erwähnte Prinzip auch ohne Faser Gültigkeit.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 soll für das erfindungsgemäße Laser
system eine konkrete Rechnung durchgeführt werden und zwar unter
der idealisierenden Annahme, daß sich das Faserende nach den Ge
setzen der geometrischen Optik abbildet. Dann ergibt sich für
die Brennweite b sowie den Fokusdurchmesser B in Abhängigkeit
des Linsenabstandes d:
G2/G1 = f2/f1 ⇒ G2 = G1 f2/f1
1/f3 = 1/(d + f2) + 1/b ⇒ b(d) = f3 . (d + f2)/(d + f2 - f3)
B/G2 = b/(d + f2) ⇒ B(d1G1) = G1 . f2 . f3/(d + f2 - f3) . f1
Der maximale Abstand dmax zwischen den letzten beiden Linsen und somit der klein
ste Fokusdurchmesser Bmin ergibt sich aus dem zur Verfügung stehenden Durch
messer der Kollimationslinse D3.
D1 = D2 = 2 . f1 . tan α ⇒ D3/D2 = (dmax + f2)/f2
D3 = 2 . tan α f1 . (dmax + f2)/f2 ⇒ dmax = f2[D3/(2 . f1 tan α) - 1]
Bmin(d = dmax) = G1 . f2 . f3/0{f2 [D3/(2 . f1 tan α) - 1] + f2 - f3}. f1
Bmax(d = dmin) = G1 . f2 . f3/[(dmin + f2 - f3) . f1]
Dabei ist dmin durch konstruktive Randbedingungen (endliche Linsendicken etc.)
vorgegeben.
Claims (11)
1. Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fo
kusdurchmesser, mit Mitteln zum Erzeugen von paralleler Laserstrahlung, sowie mit ei
nem optischen System zur Formung, Führung und Fokussierung der Laserstrahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß Strahlteiler zum Einbringen eines Beobachtungs-
und/oder Überwachungsstrahlengangs in die parallele Laserstrahlung vor dem opti
schen System vorgesehen sind, und daß das optische System ein erstes negatives und
ein zweites positives optisches Element umfaßt, deren Abstand veränderbar ist.
2. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische
System eine Konkavlinse und eine Konvexlinse umfaßt.
3. Lasersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Ver
schieben der Linsen vorgesehen sind, die vorzugsweise über Kurvenkulissen gekoppelt
sind.
4. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische
System eine fest positionierte Konkavlinse und zwei Konvexlinsen umfaßt, deren Ab
stand untereinander und zur Konkavlinse veränderbar ist.
5. Lasersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschie
ben der Konvexlinsen ein nichtlineares Schneckengewinde vorgesehen ist.
6. Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einbringen des Beobachtungsstrahlengangs in dem Bereich der parallelen
Laserstrahlung ein teilreflektierender Spiegel angeordnet ist, der für die Laserwellen
länge hochreflektierend und für die Beobachtungswellenlänge transmittierend ist.
7. Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einbringen des Beobachtungsstrahlengangs in dem Bereich der parallelen
Laserstrahlung ein teilreflektierender Spiegel angeordnet ist, der für die Beobachtungs
wellenlänge hochreflektierend und für die Laserwellenlänge transmittierend ist.
8. Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beobachtung ein Monokular, ein Binokular, oder eine CCD-Kamera vorgese
hen ist.
9. Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung des Überwachungstrahlengangs ein Pilotlaser vorgesehen ist.
10. Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lichtwellenleiter zur Übertragung der von einer Laserstrahlquelle erzeugten La
serstrahlung vorgesehen ist und daß ein positives optisches Element im Abstand seiner
Brennweite vor dem austrittseitigen Ende des Lichtwellenleiters angeordnet ist.
11. Lasersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der parallelen Laserstrahlung einer Laserstrahlquelle und ein opti
sches Element vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998125092 DE19825092C2 (de) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998125092 DE19825092C2 (de) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19825092A1 DE19825092A1 (de) | 1999-12-16 |
DE19825092C2 true DE19825092C2 (de) | 2000-03-16 |
Family
ID=7869967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998125092 Expired - Fee Related DE19825092C2 (de) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19825092C2 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1674193A1 (de) | 2004-12-27 | 2006-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Lochs |
EP2113332A1 (de) | 2008-05-02 | 2009-11-04 | Leister Process Technologies | Verfahren und Laservorrichtung zum Bearbeiten und/oder Verbinden von Werkstücken mittels Laserstrahlung mit Leistungswirk- und Pilotlaser und mindestens einem diffraktiven optischen Element |
DE102008048502A1 (de) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Precitec Kg | Optische Vorrichtung zur Fokussierung eines Laserstrahls in einen Arbeitsfokus, insbesondere zur Fokussierung eines Laserstrahls in einem Laserbearbeitungskopf zur Materialbearbeitung |
DE112007001944B4 (de) * | 2006-08-18 | 2014-05-22 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung |
WO2017191191A1 (de) | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Abbildungsoptik für die materialbearbeitung mittels laserstrahlung und laserbearbeitungskopf mit einer solchen |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007060344A1 (de) | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Alpha Laser Gmbh | Materialbearbeitungslaser mit Teleskop |
DE202010006047U1 (de) | 2010-04-22 | 2010-07-22 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Strahlformungseinheit zur Fokussierung eines Laserstrahls |
DE102011117607B4 (de) | 2011-10-28 | 2017-03-30 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Optisches System und Verwendung des optischen Systems |
DE102015108248B4 (de) | 2015-05-26 | 2024-02-08 | Scanlab Gmbh | System für Lasermaterialbearbeitung und Verfahren zum Einstellen der Größe und Position eines Laserfokus |
JP6204964B2 (ja) * | 2015-12-08 | 2017-09-27 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機 |
US20220283416A1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Dynamic Focus For Laser Processing Head |
CN114326066B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-05-07 | 苏州迅镭激光科技有限公司 | 一种双片式非球面镜连续变倍变焦zoom光学*** |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4353617A (en) * | 1980-11-18 | 1982-10-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system capable of continuously varying the diameter of a beam spot |
EP0723834A1 (de) * | 1995-01-25 | 1996-07-31 | Lumonics Ltd. | Laservorrichtung |
-
1998
- 1998-06-05 DE DE1998125092 patent/DE19825092C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4353617A (en) * | 1980-11-18 | 1982-10-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system capable of continuously varying the diameter of a beam spot |
EP0723834A1 (de) * | 1995-01-25 | 1996-07-31 | Lumonics Ltd. | Laservorrichtung |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1674193A1 (de) | 2004-12-27 | 2006-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Lochs |
DE112007001944B4 (de) * | 2006-08-18 | 2014-05-22 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung |
EP2113332A1 (de) | 2008-05-02 | 2009-11-04 | Leister Process Technologies | Verfahren und Laservorrichtung zum Bearbeiten und/oder Verbinden von Werkstücken mittels Laserstrahlung mit Leistungswirk- und Pilotlaser und mindestens einem diffraktiven optischen Element |
DE102008048502A1 (de) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Precitec Kg | Optische Vorrichtung zur Fokussierung eines Laserstrahls in einen Arbeitsfokus, insbesondere zur Fokussierung eines Laserstrahls in einem Laserbearbeitungskopf zur Materialbearbeitung |
WO2017191191A1 (de) | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Abbildungsoptik für die materialbearbeitung mittels laserstrahlung und laserbearbeitungskopf mit einer solchen |
DE102016005376A1 (de) | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Abbildungsoptik für die Materialbearbeitung mittels Laserstrahlung und Laserbearbeitungskopf mit einer solchen |
KR20210021145A (ko) | 2016-05-04 | 2021-02-24 | 프레시텍 게엠베하 운트 코 카게 | 레이저 방사 수단에 의해 재료를 가공하는 결상 광학계 및 이 결상 광학계를 갖는 레이저 가공 헤드 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19825092A1 (de) | 1999-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2624031B1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Erzeugen eines Laserstrahls mit unterschiedlicher Strahlprofilcharakteristik mittels einer Mehrfachclad-Faser | |
EP2113332B1 (de) | Verfahren und Laservorrichtung zum Bearbeiten und/oder Verbinden von Werkstücken mittels Laserstrahlung mit Leistungswirk- und Pilotlaser und mindestens einem diffraktiven optischen Element | |
DE102009007769B4 (de) | Laserbearbeitungskopf mit integrierter Sensoreinrichtung zur Fokuslagenüberwachung | |
DE102011117607B4 (de) | Optisches System und Verwendung des optischen Systems | |
EP0264404B1 (de) | Vorrichtung zum selbsttaetigen fokussieren eines auflichtmikroskopes | |
DE112007001944B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung | |
DE10240033A1 (de) | Strahlformungseinheit und Vorrichtung mit einer solchen Strahlformungseinheit zum Einbringen von Strahlungsenergie in ein Werkstück aus einem schwach absorbierenden Material | |
DE19825092C2 (de) | Lasersystem zur Erzeugung eines fokussierten Laserstrahls mit variablem Fokusdurchmesser | |
DE19622359A1 (de) | Vorrichtung zur Einkopplung der Strahlung von Kurzpulslasern in einem mikroskopischen Strahlengang | |
EP2181352B1 (de) | Mikroskop mit innenfokussierung | |
DE4202606C2 (de) | Vorrichtung zum Fokussieren eines Lichtbündels in mehreren Fokuspunkten | |
DE3339369C2 (de) | Neodym-YAG-Lasergerät insbesondere zur ophthalmologischen Behandlung | |
DE19619339B4 (de) | Laserstrahl-Bearbeitungsvorrichtung mit zwei Teilstrahlen | |
DD298164A5 (de) | Vorrichtung zum einkoppeln der lichtenergie eines laserstrahles in einen faseroptischen lichtwellenleiter und verfahren zum justieren und ueberwachen der position des endes des faseroptischen lichtwellenleiters | |
DE102007046872B4 (de) | Optische Abbildungsvorrichtung | |
DE102021101658B4 (de) | Laserbearbeitungskopf mit chromatischer Kompensationsvorrichtung | |
DE102015205163B4 (de) | Optisches System für eine Laserbearbeitungsmaschine, mit einem optischen Element in einem Stecker eines Lichtleitkabels | |
DE102019123239B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls | |
DE102022101323A1 (de) | Laserschneideverfahren mit Einstellen der Fokuslage | |
DE10233491A1 (de) | Kompakte Einrichtung zur Bebilderung einer Druckform | |
DE102019108084B4 (de) | Optisches System zur Abbildung von Laserstrahlung mit einstellbarem Abbildungsmaßstab und Verwendung desselben | |
EP3421170B1 (de) | Vorrichtung zum bohren und/oder für materialabtragung mittels laserstrahlung ; verwendung solcher vorrichtung zum bohren und/oder für materialabtragung mittels laserstrahlung ; verfahren zur montage eines porroprismas in einer rotationseinheit | |
DE202015101457U1 (de) | Optisches System für eine Laserbearbeitungsmaschine, mit einem optischen Element in einem Stecker eines Lichtleitkabels | |
DE29609850U1 (de) | Vorrichtung zur Einkopplung der Strahlung von Kurzpulslasern in einem mikroskopischen Strahlengang | |
DE102018126846A1 (de) | Bearbeitungsvorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks und Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |