DE102021123801A1 - Method and device for laser machining a workpiece - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks (104) mittels einer Fokuszone (106), wobei das Werkstück (104) ein transparentes Material (102) aufweist, umfassend eine Strahlformungseinrichtung (110; 110') zur Ausbildung der Fokuszone (106) aus einem Eingangslaserstrahl (112), wobei die Fokuszone (106) bezüglich einer Längsachse (108) länglich ausgebildet ist und wobei die Fokuszone (106) senkrecht zur Längsachse (108) einen asymmetrischen Querschnitt (140) mit einer Vorzugsrichtung (146) aufweist, eine Stelleinrichtung (184) zur Veränderung der Vorzugsrichtung (146) während der Laserbearbeitung des Werkstücks (104), und eine Steuerungseinrichtung (186) zur Ansteuerung der Stelleinrichtung (184) auf Grundlage einer vorgegebenen Zuordnungsvorschrift, um die Vorzugsrichtung (146) während der Laserbearbeitung des Werkstücks (104) zu steuern und/oder zu regeln.The present invention relates to a device for laser processing a workpiece (104) by means of a focal zone (106), the workpiece (104) having a transparent material (102), comprising a beam shaping device (110; 110') for forming the focal zone (106) from an input laser beam (112), wherein the focal zone (106) is elongated with respect to a longitudinal axis (108) and wherein the focal zone (106) perpendicular to the longitudinal axis (108) has an asymmetrical cross section (140) with a preferred direction (146), a Adjusting device (184) for changing the preferred direction (146) during the laser processing of the workpiece (104), and a control device (186) for controlling the adjusting device (184) on the basis of a predetermined assignment rule in order to change the preferred direction (146) during the laser processing of the workpiece (104) to control and/or regulate.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks mittels einer Fokuszone, wobei das Werkstück ein transparentes Material aufweist.The invention relates to a device for laser processing a workpiece using a focus zone, the workpiece having a transparent material.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks mittels einer Fokuszone, wobei das Werkstück ein transparentes Material aufweist.The invention further relates to a method for laser processing a workpiece by means of a focus zone, the workpiece having a transparent material.
Aus der
Aus der
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung und ein eingangs genanntes Verfahren bereitzustellen, mittels welchen sich eine Ausbildung von Materialmodifikationen in dem Material des Werkstücks besser kontrollieren lässt, um insbesondere eine Trennung des Materials mit glatterer Trennfläche zu realisieren.The invention is based on the object of providing a device mentioned at the outset and a method mentioned at the outset, by means of which the formation of material modifications in the material of the workpiece can be better controlled in order in particular to realize a severing of the material with a smoother severing surface.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Strahlformungseinrichtung zur Ausbildung der Fokuszone aus einem Eingangslaserstrahl umfasst, wobei die Fokuszone bezüglich einer Längsachse länglich ausgebildet ist und wobei die Fokuszone senkrecht zur Längsachse einen asymmetrischen Querschnitt mit einer Vorzugsrichtung aufweist, eine Stelleinrichtung zur Veränderung der Vorzugsrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks, und eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Stelleinrichtung auf Grundlage einer vorgegebenen Zuordnungsvorschrift, um die Vorzugsrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks zu steuern und/oder zu regeln.In the case of the device mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the device comprises a beam-shaping device for forming the focus zone from an input laser beam, the focus zone being elongate with respect to a longitudinal axis and the focus zone having an asymmetrical cross-section perpendicular to the longitudinal axis with a preferred direction, an adjusting device for changing the preferred direction during the laser processing of the workpiece, and a control device for activating the adjusting device on the basis of a predetermined assignment rule in order to control and/or regulate the preferred direction during the laser processing of the workpiece.
Zur Laserbearbeitung des Werkstücks ist es vorgesehen, dass die Fokuszone in das Material des Werkstücks eingebracht wird und relativ zu dem Material bewegt wird. Es werden dadurch Materialmodifikationen entlang einer Bearbeitungsfläche ausgebildet, an welcher das Material des Werkstücks insbesondere trennbar ist.For the laser processing of the workpiece, it is provided that the focus zone is introduced into the material of the workpiece and is moved relative to the material. As a result, material modifications are formed along a processing surface on which the material of the workpiece can in particular be separated.
Die Vorzugsrichtung des Querschnitts der Fokuszone ist korreliert mit einer Vorzugsrichtung eines Querschnitts von Materialmodifikationen, welche mittels der Fokuszone im Material des Werkstücks ausgebildet werden. Durch eine vorgesehene Steuerung und/oder Regelung der Vorzugsrichtung der Fokuszone lässt sich die Vorzugsrichtung der ausgebildeten Materialmodifikationen kontrollieren. Es lassen sich dadurch die Materialmodifikationen insbesondere derart anordnen und ausbilden, dass eine Trennung des Werkstücks mit möglichst glatter Trennfläche ermöglicht wird.The preferred direction of the cross section of the focal zone is correlated with a preferred direction of a cross section of material modifications that are formed in the material of the workpiece by means of the focal zone. The preferred direction of the material modifications formed can be controlled by means of a provided control and/or regulation of the preferred direction of the focal zone. As a result, the material modifications can be arranged and designed in such a way that the workpiece can be separated with the smoothest possible separating surface.
Insbesondere lässt sich mittels der Vorzugsrichtung der Fokuszone eine Vorzugsrichtung von mittels der Fokuszone im Material ausbildbaren Materialmodifikationen kontrollieren, wobei sich insbesondere eine Haupt-Erstreckungsrichtung von Rissen kontrollieren lässt, welche den jeweiligen Materialmodifikationen zugeordnet sind.In particular, a preferred direction of material modifications that can be formed in the material by means of the focus zone can be controlled by means of the preferred direction of the focal zone, wherein in particular a main direction of extension of cracks that are assigned to the respective material modifications can be controlled.
Insbesondere ist mittels der Steuerungseinrichtung eine automatisierte Steuerung und/oder Regelung der Vorzugsrichtung vorgesehen.In particular, automated control and/or regulation of the preferred direction is provided by means of the control device.
Insbesondere ist die Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts über einen Winkelbereich zwischen 0° und 360° steuerbar. Beispielsweise umfasst die Zuordnungsvorschrift eine Zuordnung, welche eine Steuerung des asymmetrischen Querschnitts in einem Winkelbereich zwischen 0° und 360° ermöglicht.In particular, the preferred direction of the asymmetrical cross section can be controlled over an angular range between 0° and 360°. For example, the assignment specification includes an assignment that allows the asymmetrical cross section to be controlled in an angular range between 0° and 360°.
Beispielsweise ist die Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts mit einem Winkelintervall von ca. 1/10° und/oder in ca. 1/10°-Schritten steuerbar.For example, the preferred direction of the asymmetrical cross section can be controlled with an angle interval of approximately 1/10° and/or in approximately 1/10° increments.
Insbesondere bildet die Fokuszone einen räumlich zusammenhängenden Wechselwirkungsbereich, welcher zur Ausbildung von Materialmodifikationen im Material des Werkstücks mit dem Material in Wechselwirkung gebracht wird.In particular, the focal zone forms a spatially coherent interaction area which is brought into interaction with the material in order to form material modifications in the material of the workpiece.
Insbesondere ist unter der Fokuszone ein fokussierter Strahlungsbereich und insbesondere ein räumlich zusammenhängender Strahlungsbereich eines Laserstrahls mit einer bestimmten räumlichen Ausdehnung zu verstehen. Zur Bestimmung von räumlichen Dimensionen der Fokuszone, wie z.B. eines Durchmessers oder einer Gesamtlänge, werden nur Intensitätswerte des Strahlungsbereichs betrachtet, welche oberhalb einer bestimmten Intensitätsschwelle liegen. Die Intensitätsschwelle wird hierbei beispielsweise so gewählt, dass unterhalb dieser Intensitätsschwelle liegende Werte eine derart geringe Intensität aufweisen, dass diese für eine Wechselwirkung mit dem Material zur Ausbildung von Materialmodifikationen nicht mehr relevant sind. Beispielsweise beträgt die Intensitätsschwelle 50% eines globalen Intensitätsmaximums der Fokuszone.In particular, below the focus zone is a focused radiation area and in particular a spatially connected radiation area of a laser beam with a specific spatial common expansion to understand. In order to determine the spatial dimensions of the focal zone, such as a diameter or an overall length, only intensity values of the radiation area that are above a specific intensity threshold are considered. The intensity threshold is selected here, for example, in such a way that values lying below this intensity threshold have such a low intensity that they are no longer relevant for an interaction with the material for the formation of material modifications. For example, the intensity threshold is 50% of a global maximum intensity of the focal zone.
Beispielsweise weist die Fokuszone eine Gesamtlänge zwischen 50 µm und 5000 µm auf.For example, the focal zone has a total length of between 50 μm and 5000 μm.
Die Strahlformungseinrichtung ist eingerichtet, um aus dem Eingangslaserstrahl die Fokuszone länglich und mit asymmetrischem Querschnitt auszubilden, wobei der asymmetrische Querschnitt eine Vorzugsrichtung aufweist.The beam shaping device is set up to form the focal zone from the input laser beam in an elongated manner and with an asymmetrical cross section, the asymmetrical cross section having a preferred direction.
Darunter, dass die Fokuszone länglich ausgebildet ist, ist insbesondere zu verstehen, dass sich die Fokuszone in Richtung ihrer Längsachse erstreckt, und/oder dass die Fokuszone in Richtung der Längsachse langgezogen und/oder linienartig ausgebildet ist. Insbesondere weist die Fokuszone in Richtung der Längsachse eine größte räumliche Ausdehnung auf.The fact that the focal zone is elongate means in particular that the focal zone extends in the direction of its longitudinal axis and/or that the focal zone is elongated and/or linear in the direction of the longitudinal axis. In particular, the focal zone has the greatest spatial extent in the direction of the longitudinal axis.
Die Längsachse der Fokuszone ist insbesondere parallel zu einer Haupt-Ausbreitungsrichtung eines Laserstrahls orientiert, aus welchem die Fokuszone gebildet ist.The longitudinal axis of the focal zone is in particular oriented parallel to a main propagation direction of a laser beam from which the focal zone is formed.
Beispielsweise kann die Längsachse der Fokuszone gekrümmt und/oder als Kurve und/oder als gerade ausgebildet sein.For example, the longitudinal axis of the focal zone can be curved and/or designed as a curve and/or straight.
Das Werkstück ist beispielsweise plattenförmig und/oder tafelförmig ausgebildet. Insbesondere ist die Längsachse der Fokuszone bei der Laserbearbeitung des Werkstücks parallel oder quer zu einer Dickenrichtung des Werkstücks orientiert.The workpiece is, for example, plate-shaped and/or panel-shaped. In particular, during laser processing of the workpiece, the longitudinal axis of the focal zone is oriented parallel or transverse to a thickness direction of the workpiece.
Eine Querschnittsebene des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone ist senkrecht zur Längsachse der Fokuszone orientiert.A cross-sectional plane of the asymmetric cross-section of the focal zone is oriented perpendicular to the longitudinal axis of the focal zone.
Unter der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone ist insbesondere eine Richtung zu verstehen, in welcher der Querschnitt eine größte räumliche Ausdehnung und/oder einen größten Durchmesser aufweist.The preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone is to be understood in particular as a direction in which the cross section has the greatest spatial extent and/or the greatest diameter.
Beispielsweise ist der Querschnitt der Fokuszone zumindest näherungsweise als Ellipse ausgebildet, wobei die Vorzugsrichtung des Querschnitts einer Richtung einer großen Halbachse der Ellipse entspricht.For example, the cross section of the focal zone is at least approximately designed as an ellipse, with the preferred direction of the cross section corresponding to a direction of a major semi-axis of the ellipse.
Die Zuordnungsvorschrift, auf deren Grundlage die Stelleinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks angesteuert wird, ist oder umfasst beispielsweise eine Zuordnungstabelle und/oder eine mathematische Funktion. Die Zuordnungsvorschrift kann beispielsweise auch eine Konstante (Offsetwert) sein oder umfassen.The assignment specification, on the basis of which the actuating device is controlled by the control device during the laser processing of the workpiece, is or includes, for example, an assignment table and/or a mathematical function. The assignment rule can, for example, also be or include a constant (offset value).
Günstig kann es sein, wenn die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, um die Vorzugsrichtung während der Laserbearbeitung zumindest näherungsweise parallel zu einer Vorschubrichtung auszurichten, in welche die Fokuszone zur Laserbearbeitung des Werkstücks relativ zu dem Werkstück bewegt wird. Dadurch lassen sich beispielsweise mit der Ausbildung von Materialmodifikationen einhergehende Risse im Material des Werkstücks zumindest näherungsweise parallel zur Vorschubrichtung ausrichten. Es ergibt sich dadurch insbesondere eine Überlappung von Rissen einander benachbarter Materialmodifikationen, was insbesondere eine Materialtrennung mit glatter Trennfläche ermöglicht.It can be favorable if the control device is set up to align the preferred direction during laser processing at least approximately parallel to a feed direction in which the focus zone for laser processing of the workpiece is moved relative to the workpiece. As a result, for example, cracks in the material of the workpiece associated with the formation of material modifications can be aligned at least approximately parallel to the feed direction. This results in particular in an overlapping of cracks in adjacent material modifications, which in particular enables a material separation with a smooth separation surface.
Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung eingerichtet, um eine automatische Ausrichtung der Vorzugsrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks durchzuführen.In particular, the control device is set up to automatically align the preferred direction during the laser processing of the workpiece.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Fokuszone ein quasi-nichtbeugendes und/oder Bessel-artiges Strahlprofil aufweist. Es wird dadurch die Fokuszone insbesondere länglich ausgebildet.In particular, it can be provided that the focal zone has a quasi-non-diffractive and/or Bessel-like beam profile. As a result, the focus zone is in particular elongate.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass zur Ausbildung der länglichen Fokuszone und insbesondere zur Ausbildung des asymmetrischen Querschnitts der länglichen Fokuszone mittels der Strahlformungseinrichtung eine transversale Phasenaufprägung auf einen Strahlquerschnitt des Eingangslaserstrahls erfolgt.In particular, it can be provided that, in order to form the elongated focal zone and in particular to form the asymmetrical cross section of the elongated focal zone, a transverse phase imprint on a beam cross section of the input laser beam takes place by means of the beam shaping device.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Strahlformungseinrichtung mindestens ein Strahlformungselement zur Phasenaufprägung einer transversalen Phasenverteilung auf einen Strahlquerschnitt des Eingangslaserstrahls aufweist, wobei die Phasenverteilung gewählt ist, um die Fokuszone länglich auszubilden, und wobei das mindestens eine Strahlformungselement insbesondere als diffraktives optisches Element und/oder als Axiconelement ausgebildet ist.In particular, it can be provided that the beam-shaping device has at least one beam-shaping element for the phase imposition of a transverse phase distribution on a beam cross-section of the input laser beam, the phase distribution being selected in order to make the focal zone elongate, and the at least one beam-shaping element being used in particular as a diffractive optical element and/or is designed as an axicon element.
Insbesondere ist die Phasenverteilung gewählt, um die Fokuszone mit quasinichtbeugendem und/oder Bessel-artigem Strahlprofil auszubilden.In particular, the phase distribution is chosen to provide the focal zone with quasi-non-diffraction to form the and/or Bessel-like beam profile.
Eine transversale Richtung liegt in einer zur Strahlachse und/oder Haupt-Ausbreitungsrichtung des Eingangslaserstrahls senkrecht orientierten Ebene.A transverse direction lies in a plane oriented perpendicularly to the beam axis and/or main propagation direction of the input laser beam.
Günstig kann es sein, wenn die Phasenverteilung derart gewählt ist, dass durch Aufprägung der Phasenverteilung mittels des mindestens einen Strahlformungselements die Fokuszone mit asymmetrischem Querschnitt ausgebildet wird. Dadurch lässt sich die Fokuszone beispielsweise mit demselben Element der Vorrichtung länglich und mit asymmetrischem Querschnitt ausbilden. Eine Drehung des mindestens einen Strahlformungselements bewirkt dann insbesondere eine Änderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts.It can be favorable if the phase distribution is selected in such a way that the focus zone is formed with an asymmetrical cross section by impressing the phase distribution by means of the at least one beam-shaping element. As a result, the focal zone can be formed oblong and with an asymmetrical cross-section, for example, with the same element of the device. A rotation of the at least one beam-shaping element then causes, in particular, a change in the preferred direction of the asymmetrical cross section.
Beispielsweise umfasst eine aufgeprägte Phasenverteilung mehrere Winkelsegmente, wobei einander benachbarte Winkelsegmente unterschiedliche azimutale Segmentbreiten und/oder einen Segmentgitterphasenunterschied aufweisen.For example, an impressed phase distribution comprises a plurality of angle segments, with mutually adjacent angle segments having different azimuthal segment widths and/or a segment lattice phase difference.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das mindestens eine Strahlformungselement mittels der Stelleinrichtung zur Veränderung der Vorzugsrichtung der Fokuszone beeinflussbar ist, und/oder wenn das mindestens eine Strahlformungselement mittels der Stelleinrichtung zur Veränderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone drehbar ist. Es lässt sich dadurch die Vorzugsrichtung auf technisch einfache Weise verändern und/oder einstellen.It can be advantageous if the at least one beam-shaping element can be influenced by the adjustment device to change the preferred direction of the focal zone, and/or if the at least one beam-shaping element can be rotated by the adjustment device to change the preferred direction of the asymmetrical cross-section of the focal zone. As a result, the preferred direction can be changed and/or set in a technically simple manner.
Beispielsweise ist das mindestens eine Strahlformungselement zur Veränderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts um eine Achse drehbar, welche parallel oder identisch zur Haupt-Ausbreitungsrichtung und/oder zur Strahlachse des auf das Strahlformungselement einfallenden Eingangslaserstrahls ist.For example, the at least one beam-shaping element can be rotated about an axis to change the preferred direction of the asymmetrical cross section, which is parallel or identical to the main propagation direction and/or to the beam axis of the input laser beam incident on the beam-shaping element.
Günstig kann es sein, wenn die Strahlformungseinrichtung ein Polarisations-Strahlteilungselement aufweist, mittels welchem Teilstrahlen mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Polarisationszuständen ausgebildet werden, wobei durch Fokussierung der Teilstrahlen die Fokuszone mit asymmetrischem Querschnitt ausgebildet wird. Insbesondere lässt sich dadurch der asymmetrische Querschnitt der Fokuszone basierend auf dem Prinzip der Polarisationsstrahlteilung ausbilden.It can be advantageous if the beam-shaping device has a polarization beam-splitting element, by means of which partial beams are formed with at least two polarization states that differ from one another, the focal zone having an asymmetrical cross-section being formed by focusing the partial beams. In particular, this allows the asymmetrical cross section of the focus zone to be formed based on the principle of polarization beam splitting.
Insbesondere sind die Polarisationszustände lineare Polarisationszustände. Beispielsweise werden mittels des Polarisations-Strahlteilungselements Teilstrahlen mit zueinander senkrecht orientierten Polarisationszuständen ausgebildet.In particular, the polarization states are linear polarization states. For example, partial beams with polarization states oriented perpendicularly to one another are formed by means of the polarization beam splitting element.
Insbesondere ist das Polarisations-Strahlteilungselement zur Erzeugung eines Winkelversatzes und/oder eines Ortsversatzes zwischen den Teilstrahlen mit voneinander verschiedenen Polarisationszuständen ausgebildet.In particular, the polarization beam splitting element is designed to generate an angular offset and/or a spatial offset between the partial beams with different polarization states.
Das Polarisations-Strahlteilungselement ist insbesondere in einem Fernfeldbereich und/oder in einer Brennebene der Strahlformungseinrichtung angeordnet. Insbesondere ist in diesem Fernfeldbereich und/oder in dieser Brennebene eine Fernfeld-Intensitätsverteilung ausgebildet, welche zur Ausbildung der Fokuszone mittels einer Fokussieroptik der Strahlformungseinrichtung fokussiert wird.The polarization beam splitting element is arranged in particular in a far field area and/or in a focal plane of the beam shaping device. In particular, a far-field intensity distribution is formed in this far-field region and/or in this focal plane, which is focused to form the focal zone by means of focusing optics of the beam-shaping device.
Eine Drehung des Polarisations-Strahlteilungselements bewirkt insbesondere eine Änderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone.A rotation of the polarization beam splitting element causes in particular a change in the preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Polarisations-Strahlteilungselement mittels der Stelleinrichtung zur Veränderung der Vorzugsrichtung der Fokuszone beeinflussbar ist, und/oder wenn das Polarisations-Strahlteilungselement mittels der Stelleinrichtung zur Veränderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone drehbar ist.It can be advantageous if the polarization beam splitting element can be influenced by the adjustment device to change the preferred direction of the focus zone, and/or if the polarization beam splitting element can be rotated by the adjustment device to change the preferred direction of the asymmetrical cross section of the focus zone.
Beispielsweise ist das mindestens eine Polarisations-Strahlteilungselement zur Veränderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts um eine Achse drehbar, welche parallel oder identisch zur Haupt-Ausbreitungsrichtung und/oder zur Strahlachse eines auf das Polarisations-Strahlteilungselement einfallenden Laserstrahls ist.For example, the at least one polarization beam splitting element can be rotated about an axis to change the preferred direction of the asymmetrical cross section, which is parallel or identical to the main propagation direction and/or to the beam axis of a laser beam incident on the polarization beam splitting element.
Günstig kann es sein, wenn die Strahlformungseinrichtung zur Ausbildung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone eine Strahlblende aufweist, mittels welcher ein Winkelbereich einer mittels der Strahlformungseinrichtung ausgebildeten Fernfeld-Intensitätsverteilung geblockt wird, wobei ein nichtgeblockter Anteil der Fernfeld-Intensitätsverteilung zur Ausbildung der länglichen Fokuszone mit asymmetrischem Querschnitt fokussiert wird. Zur Fokussierung des nichtgeblockten Anteils der Fernfeld-Intensitätsverteilung ist insbesondere eine Fokussieroptik der Strahlformungseinrichtung vorgesehen.It can be favorable if the beam-shaping device has a beam diaphragm to form the asymmetric cross-section of the focal zone, by means of which an angular range of a far-field intensity distribution formed by means of the beam-shaping device is blocked, with an unblocked portion of the far-field intensity distribution being used to form the elongated focal zone with an asymmetric cross-section is focused. In particular, focusing optics of the beam-shaping device are provided for focusing the unblocked portion of the far-field intensity distribution.
Insbesondere bewirkt eine Drehung der Strahlblende eine Änderung des nichtgeblockten Anteils der Fernfeld-Intensitätsverteilung und/oder eine Änderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone.In particular, a rotation of the beam diaphragm causes a change in the unblocked portion of the far-field intensity distribution and/or a change in the preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone.
Insbesondere ist die Strahlblende in einem Fernfeldbereich und/oder in einer Brennebene der Strahlformungseinrichtung angeordnet.In particular, the beam diaphragm is arranged in a far field area and/or in a focal plane of the beam shaping device.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Strahlblende mittels der Stelleinrichtung zur Veränderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone beeinflussbar ist, wobei insbesondere ein mittels der Strahlblende geblockter und/oder nichtgeblockter Winkelbereich der Fernfeld-Intensitätsverteilung mittels der Stelleinrichtung veränderbar ist. Durch Änderung des geblockter und/oder nichtgeblockten Winkelbereichs der Fernfeld-Intensitätsverteilung wird insbesondere eine Änderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts bewirkt.It can be advantageous if the beam diaphragm can be influenced by means of the adjusting device to change the preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone, in which case, in particular, an angular range of the far-field intensity distribution that is blocked and/or not blocked by the beam diaphragm can be changed by means of the adjusting device. Changing the blocked and/or non-blocked angular range of the far-field intensity distribution causes a change in the preferred direction of the asymmetric cross-section in particular.
Beispielsweise ist die Strahlblende zur Veränderung des geblockten und/oder nichtgeblockten Winkelbereichs der Fernfeld-Intensitätsverteilung um eine Achse drehbar, welche parallel oder identisch zur Haupt-Ausbreitungsrichtung und/oder zur Strahlachse eines auf die Strahlblende einfallenden Laserstrahls ist. Es lässt sich dadurch insbesondere eine Änderung der Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone bewirken.For example, to change the blocked and/or unblocked angular range of the far-field intensity distribution, the beam stop can be rotated about an axis that is parallel or identical to the main propagation direction and/or to the beam axis of a laser beam incident on the beam stop. In this way, in particular, a change in the preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone can be brought about.
Günstig kann es sein, wenn mittels der Strahlformungseinrichtung eine Fernfeld-Intensitätsverteilung ausgebildet wird, wobei die Fokuszone durch Fokussierung der Fernfeld-Intensitätsverteilung ausgebildet wird und wobei die zur Ausbildung der Fokuszone fokussierte Fernfeld-Intensitätsverteilung mittels der Stelleinrichtung beeinflussbar ist, um die Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone zu verändern. Eine Beeinflussung der Fernfeld-Intensitätsverteilung kann beispielsweise wie vorstehend beschrieben mittels einem Strahlformungselement und/oder einer Strahlblende der Strahlformungseinrichtung erfolgen.It can be favorable if a far-field intensity distribution is formed by means of the beam-shaping device, with the focus zone being formed by focusing the far-field intensity distribution and with the far-field intensity distribution focused to form the focus zone being able to be influenced by means of the adjusting device in order to move the preferred direction of the asymmetrical cross-section to change the focus zone. The far-field intensity distribution can be influenced, for example, as described above, by means of a beam-shaping element and/or a beam diaphragm of the beam-shaping device.
Insbesondere ist die Fernfeld-Intensitätsverteilung in einem der Strahlformungseinrichtung zugeordneten Fernfeldbereich angeordnet.In particular, the far-field intensity distribution is arranged in a far-field region assigned to the beam-shaping device.
Die Fernfeld-Intensitätsverteilung umfasst insbesondere eine Ringstruktur und/oder Ringsegmentstruktur, welche vorzugsweise ein oder mehrere konzentrische Ringsegmente aufweist. Insbesondere weisen die Ringsegmente jeweils einen gleichen Radius auf. Beispielsweise sind die Ringsegmente konzentrisch bezüglich einer Strahlachse eines durch die Strahlformungseinrichtung geführten Laserstrahls angeordnet und/oder ausgebildet.The far-field intensity distribution includes, in particular, a ring structure and/or ring segment structure, which preferably has one or more concentric ring segments. In particular, the ring segments each have the same radius. For example, the ring segments are arranged and/or formed concentrically with respect to a beam axis of a laser beam guided through the beam shaping device.
Insbesondere sind mittels der Stelleinrichtung diejenigen Winkelbereiche der Ringstruktur beeinflussbar und/oder definierbar, welche zur Ausbildung der Fokuszone fokussiert werden.In particular, those angular regions of the ring structure that are focused to form the focal zone can be influenced and/or defined by means of the adjusting device.
Insbesondere umfasst die Strahlformungseinrichtung eine Fokussieroptik und/oder eine Teleskopeinrichtung, um die Fokuszone auszubilden und/oder um die Fokuszone in das Material des Werkstücks einzubringen. Beispielsweise ist mittels der Fokussieroptik die Fernfeld-Intensitätsverteilung zur Ausbildung der Fokuszone fokussierbar. Beispielsweise ist mittels der Teleskopeinrichtung ein aus einem Strahlformungselement der Strahlformungseinrichtung ausgekoppelter Laserstrahl zur Ausbildung der Fokuszone fokussierbar.In particular, the beam-shaping device includes focusing optics and/or a telescopic device in order to form the focal zone and/or to introduce the focal zone into the material of the workpiece. For example, the far-field intensity distribution for forming the focal zone can be focused by means of the focusing optics. For example, a laser beam decoupled from a beam-shaping element of the beam-shaping device can be focused by means of the telescopic device to form the focus zone.
Insbesondere umfasst die Vorrichtung eine Laserquelle zur Bereitstellung des Eingangslaserstrahls, wobei der mittels der Laserquelle bereitgestellte Eingangslaserstrahl insbesondere ein gepulster Laserstrahl und/oder ein Ultrakurzpulslaserstrahl ist.In particular, the device comprises a laser source for providing the input laser beam, wherein the input laser beam provided by the laser source is in particular a pulsed laser beam and/or an ultra-short pulsed laser beam.
Insbesondere ist die Vorrichtung ausgebildet, um die Fokuszone aus dem Eingangslaserstrahl und/oder aus einem Ultrakurzpulslaserstrahl auszubilden.In particular, the device is designed to form the focal zone from the input laser beam and/or from an ultra-short pulse laser beam.
Insbesondere ist die Fokuszone aus einem Ultrakurzpulslaserstrahl ausgebildet oder mittels eines Ultrakurzpulslaserstrahls bereitgestellt.In particular, the focal zone is formed from an ultra-short pulse laser beam or is provided by means of an ultra-short pulse laser beam.
Beispielsweise beträgt eine Wellenlänge des Eingangslaserstrahls und/oder des Laserstrahls, aus welchem die Fokuszone ausgebildet ist, mindestens 300 nm und/oder höchstens 1500 nm. Beispielsweise beträgt die Wellenlänge 515 nm oder 1030 nm.For example, a wavelength of the input laser beam and/or of the laser beam from which the focus zone is formed is at least 300 nm and/or at most 1500 nm. For example, the wavelength is 515 nm or 1030 nm.
Insbesondere weist der Eingangslaserstrahl und/oder der Laserstrahl, aus welchem die Fokuszone ausgebildet ist, eine mittlere Leistung von mindestens 1W bis 1kW auf. Beispielsweise umfasst der Laserstrahl Pulse mit einer Pulsenergie von mindestens 10 µJ und/oder höchstens 50 mJ. Es kann vorgesehen sein, dass der Laserstrahl Einzelpulse oder Bursts umfasst, wobei die Bursts 2 bis 20 Subpulse und insbesondere einen zeitlichen Abstand von näherungsweise 20ns aufweisen.In particular, the input laser beam and/or the laser beam from which the focus zone is formed has an average power of at least 1 W to 1 kW. For example, the laser beam includes pulses with a pulse energy of at least 10 μJ and/or at most 50 mJ. It can be provided that the laser beam comprises individual pulses or bursts, the bursts having 2 to 20 sub-pulses and in particular a time interval of approximately 20 ns.
Darunter, dass das Werkstück aus einem transparenten Material gebildet ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das Material des Werkstücks aus einem für den Eingangslaserstrahl und/oder aus einem für einen Laserstrahl, aus welchem die Fokuszone gebildet ist, transparenten Material hergestellt.The fact that the workpiece is formed from a transparent material means in particular that the material of the workpiece is made from a material that is transparent to the input laser beam and/or to a laser beam from which the focal zone is formed.
Unter einem transparenten Material ist insbesondere ein Material zu verstehen, durch welches mindestens 70 % und insbesondere mindestens 80 % und insbesondere mindestens 90 % einer Laserenergie eines Laserstrahls, aus welchem die Fokuszone gebildet ist, transmittiert wird.A transparent material is to be understood in particular as a material through which at least 70% and in particular at least 80% and in particular at least 90% of a laser energy of a laser beam from which the focal zone is formed is transmitted.
Insbesondere wechselwirkt die Fokuszone mit dem Material des Werkstücks durch nichtlineare Absorption. Insbesondere werden mittels der Fokuszone Materialmodifikationen im Material aufgrund nichtlinearer Absorption ausgebildet.In particular, the focal zone interacts with the material of the workpiece through non-linear absorption. In particular, material modifications are formed in the material by means of the focal zone due to non-linear absorption.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Fokuszone eingerichtet ist, um im Material des Werkstücks Materialmodifikationen zu erzeugen, welche mit einer Rissbildung im Material des Werkstücks einhergehen und/oder welche Typ-III-Modifikationen sind.In particular, it can be provided that the focal zone is set up to produce material modifications in the material of the workpiece, which are accompanied by cracking in the material of the workpiece and/or which are type III modifications.
Die durch ultrakurze Laserpulse in transparente Materialien eingebrachten Materialmodifikationen werden in drei verschiedene Klassen unterteilt, siehe K. Itoh et al. „Ultrafast Processes for Bulk Modification of Transparent Materials“ MRS Bulletin, vol. 31 p.620 (2006): Typ I ist eine isotrope Brechungsindexänderung; Typ II ist eine doppelbrechende Brechungsindexänderung; und Typ III ist ein sogenannter Void beziehungsweise Hohlraum. Die erzeugte Materialmodifikation hängt hierbei von Laserparametern des Laserstrahls, aus welchem die Fokuszone gebildet ist, wie z.B. der Pulsdauer, der Wellenlänge, der Pulsenergie und der Repetitionsfrequenz des Laserstrahls, und von den Materialeigenschaften, wie unter Anderem der elektronischen Struktur und dem thermischen Ausdehnungskoeffizient, sowie von der numerischen Apertur (NA) der Fokussierung, ab.The material modifications introduced into transparent materials by ultrashort laser pulses are divided into three different classes, see K. Itoh et al. "Ultrafast Processes for Bulk Modification of Transparent Materials" MRS Bulletin, vol. 31 p.620 (2006): Type I is an isotropic refractive index change; Type II is a birefringent refractive index change; and Type III is a so-called void. The material modification produced depends on the laser parameters of the laser beam from which the focal zone is formed, such as the pulse duration, the wavelength, the pulse energy and the repetition frequency of the laser beam, and on the material properties, such as the electronic structure and the thermal expansion coefficient, as well as on the numerical aperture (NA) of focusing.
Die Voids (Hohlräume) der Typ III-Modifikationen können beispielsweise mit einer hohen Laserpulsenergie erzeugt werden. Hierbei wird die Bildung der Voids einer explosionsartigen Ausdehnung von hoch angeregtem, verdampftem Material aus dem Fokusvolumen in das umgebende Material zugeschrieben. Dieser Prozess wird auch als Mikroexplosion bezeichnet. Da diese Ausdehnung innerhalb der Masse des Materials stattfindet, hinterlässt die Mikroexplosion einen weniger dichten oder hohlen Kern (der Void), beziehungsweise eine mikroskopische Fehlstelle im Submikrometer-Bereich oder im atomaren Bereich, der oder die von einer verdichteten Materialhülle umgeben ist. Durch die Verdichtung an der Stoßfront der Mikroexplosion entstehen in dem transparenten Material Spannungen, die zu einer spontanen Rissbildung führen können, beziehungsweise eine Rissbildung begünstigen können.The voids (cavities) of the type III modifications can be generated with a high laser pulse energy, for example. The formation of the voids is attributed to an explosive expansion of highly excited, vaporized material from the focus volume into the surrounding material. This process is also known as a micro-explosion. Because this expansion occurs within the bulk of the material, the microblast leaves behind a less dense or hollow core (the void), or submicron or atomic-scale microscopic defect, surrounded by a densified shell of material. Due to the compression at the impact front of the microexplosion, stresses arise in the transparent material, which can lead to spontaneous cracking or can promote cracking.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung zur optischen Erfassung einer tatsächlichen Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone, wobei die Erfassungseinrichtung insbesondere signalwirksam mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist oder verbindbar ist. Mittels dieser Erfassungseinrichtung lässt sich insbesondere die Zuordnungsvorschrift ermitteln, auf deren Grundlage die Steuerungseinrichtung die Stelleinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Vorzugsrichtung ansteuert.In one embodiment, the device comprises a detection device for optically detecting an actual preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone formed, the detection device being or being able to be connected in particular to the control device in a signal-effective manner. In particular, the assignment rule can be determined by means of this detection device, on the basis of which the control device activates the actuating device for controlling and/or regulating the preferred direction.
Günstig kann es sein, wenn die Erfassungseinrichtung zur optischen Erfassung des Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone eingerichtet ist, und/oder wenn die Erfassungseinrichtung zur optischen Erfassung eines jeweiligen Querschnitts von durch Beaufschlagung des Materials des Werkstücks mit der Fokuszone in dem Material erzeugten Materialmodifikationen eingerichtet ist. Es lässt sich dadurch insbesondere eine tatsächliche Vorzugsrichtung des Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone in Abhängigkeit von unterschiedlichen Steuersignalen ermitteln, mit welchen die Steuerungseinrichtung die Stelleinrichtung ansteuert.It can be favorable if the detection device is set up for optical detection of the cross section of the focus zone formed and/or if the detection device is set up for optical detection of a respective cross section of material modifications produced in the material by impingement of the material of the workpiece with the focus zone. In this way, in particular, an actual preferred direction of the cross section of the focal zone formed can be determined as a function of different control signals with which the control device controls the actuating device.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung eine Datenbank umfasst und/oder dass der Steuerungseinrichtung eine Datenbank zugeordnet ist, in welcher die Zuordnungsvorschrift gespeichert ist. Beispielsweise umfasst die Steuerungseinrichtung eine Speichereinrichtung und/oder der Steuerungseinrichtung ist eine Speichereinrichtung zugeordnet, in welcher die Datenbank mit der Zuordnungsvorschrift gespeichert ist.In particular, provision can be made for the control device to include a database and/or for the control device to be assigned a database in which the assignment rule is stored. For example, the control device includes a memory device and/or the control device is assigned a memory device in which the database with the assignment specification is stored.
Bei dem eingangs genannten Verfahren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fokuszone mittels einer Strahlformungseinrichtung aus einem Eingangslaserstrahl ausgebildet wird, wobei die Fokuszone bezüglich einer Längsachse länglich ausgebildet wird und wobei die Fokuszone senkrecht zur Längsachse einen asymmetrischen Querschnitt mit einer Vorzugsrichtung aufweist, die Vorzugsrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks mittels einer Stelleinrichtung verändert wird oder veränderbar ist, und die Vorzugsrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks mittels einer Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird, wobei die Steuerungseinrichtung die Stelleinrichtung auf Grundlage einer vorgegebenen Zuordnungsvorschrift ansteuert.In the method mentioned at the outset, the invention provides that the focal zone is formed from an input laser beam by means of a beam shaping device, the focal zone being elongated with respect to a longitudinal axis and the focal zone having an asymmetrical cross section perpendicular to the longitudinal axis with a preferred direction, the preferred direction during the Laser processing of the workpiece is changed or can be changed by means of an adjusting device, and the preferred direction is controlled and/or regulated during laser processing of the workpiece by means of a control device, the control device controlling the adjusting device on the basis of a predetermined assignment rule.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere ein oder mehrere Merkmale und/oder Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. The method according to the invention has in particular one or more features and/or advantages of the device according to the invention. Advantageous embodiments of the method according to the invention have already been explained in connection with the device according to the invention.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausführbar oder das erfindungsgemäße Verfahren wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt.In particular, the method according to the invention can be carried out using the device according to the invention or the method according to the invention is carried out using the device according to the invention.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Material des Werkstücks mit der Fokuszone beaufschlagt wird und die Fokuszone relativ zu dem Material in eine Vorschubrichtung bewegt wird. Es werden dadurch insbesondere Materialmodifikationen ausgebildet, welche im Material entlang einer Bearbeitungsfläche angeordnet sind.In particular, it can be provided that the material of the workpiece is acted upon by the focus zone and the focus zone is moved in a feed direction relative to the material. In this way, in particular, material modifications are formed, which are arranged in the material along a processing surface.
Insbesondere erstrecken sich die Fokuszone und/oder die Bearbeitungsfläche über eine gesamte Dicke des Materials.In particular, the focal zone and/or the processing area extend over the entire thickness of the material.
Beispielsweise wird die Fokuszone durch eine Außenseite des Werkstücks hindurch in das Material eingekoppelt, wobei insbesondere die Fokuszone quer und insbesondere senkrecht zu dieser Außenseite orientiert ist.For example, the focus zone is coupled into the material through an outside of the workpiece, with the focus zone in particular being oriented transversely and in particular perpendicularly to this outside.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Material des Werkstücks nach erfolgter Laserbearbeitung trennbar ist oder getrennt wird, insbesondere durch Ausübung einer thermischen Beaufschlagung und/oder einer mechanischen Spannung und/oder durch Ätzen mittels mindestens einer nasschemischen Lösung. Beispielsweise erfolgt das Ätzen in einem ultraschallunterstützten Ätzbad. Eine Trennung des Werkstücks erfolgt insbesondere an den ausgebildeten Materialmodifikationen und/oder an der Bearbeitungsfläche.In particular, it can be provided that the material of the workpiece can be separated or is separated after laser processing has taken place, in particular by applying thermal stress and/or mechanical stress and/or by etching using at least one wet-chemical solution. For example, the etching takes place in an ultrasonically assisted etching bath. The workpiece is separated in particular at the material modifications formed and/or at the processing surface.
Günstig kann es sein, wenn die Vorzugsrichtung mittels der Steuerungseinrichtung während der Laserbearbeitung des Werkstücks zumindest näherungsweise parallel zu einer Vorschubrichtung ausgerichtet wird, in welche die Fokuszone zur Laserbearbeitung des Werkstücks relativ zu dem Werkstück bewegt wird.It can be favorable if the preferred direction is aligned at least approximately parallel to a feed direction by means of the control device during the laser processing of the workpiece, in which the focal zone for the laser processing of the workpiece is moved relative to the workpiece.
Vorteilhaft kann es sein, wenn zur Definition der Zuordnungsvorschrift eine tatsächliche Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone in Abhängigkeit von einem Steuersignal erfasst wird, mit welcher die Steuerungseinrichtung die Stelleinrichtung zur Steuerung der Vorzugsrichtung ansteuert.It can be advantageous if, to define the assignment rule, an actual preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone formed is detected as a function of a control signal, with which the control device controls the adjusting device for controlling the preferred direction.
Unter der tatsächlichen Vorzugsrichtung ist insbesondere eine resultierende Vorzugsrichtung und/oder eine Ist-Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone zu verstehen, welche insbesondere mittels einer Erfassungseinrichtung optisch erfassbar ist oder erfasst wird.The actual preferred direction is to be understood in particular as a resultant preferred direction and/or an actual preferred direction of the asymmetrical cross section of the focal zone formed, which can be optically detected or is detected in particular by means of a detection device.
Günstig kann es sein, wenn zur Definition der Zuordnungsvorschrift die tatsächliche Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone durch Ansteuerung der Stelleinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung über einen bestimmten Bereich von Orientierungswerten und/oder mit einem Intervall von Orientierungswerten variiert wird. Insbesondere wird hierzu die Stelleinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung mit unterschiedlichen Steuersignalen und insbesondere Steuersignalwerten des Steuersignals angesteuert.It can be advantageous if the actual preferred direction of the asymmetrical cross section of the focus zone formed is varied over a specific range of orientation values and/or with an interval of orientation values by actuating the actuating device by means of the control device in order to define the assignment rule. For this purpose, in particular, the actuating device is activated by means of the control device with different control signals and in particular control signal values of the control signal.
Vorteilhaft kann es sein, wenn zur Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung der Querschnitt der ausgebildeten Fokuszone optisch erfasst wird und die Vorzugsrichtung des optisch erfassten Querschnitts ermittelt wird. Insbesondere wird dann die tatsächliche Vorzugsrichtung basierend auf der ausgebildeten Fokuszone ermittelt, welche in das Material eingebracht wird oder einbringbar ist. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung durch optische und/oder automatisierte Auswertung des erfassten Querschnitts, insbesondere mittels Bilderkennung und/oder Bilddatenanalyse.It can be advantageous if, in order to determine the actual preferred direction, the cross section of the focal zone formed is optically recorded and the preferred direction of the optically recorded cross section is determined. In particular, the actual preferred direction is then determined based on the focal zone formed, which is or can be introduced into the material. For example, the actual preferred direction is determined by optical and/or automated evaluation of the recorded cross section, in particular by means of image recognition and/or image data analysis.
Günstig kann es sein, wenn zur Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung eine Vorzugsrichtung eines jeweiligen Querschnitts von einer oder mehreren Materialmodifikationen ermittelt wird, welche durch Beaufschlagung des Materials des Werkstücks mit der Fokuszone in dem Material erzeugt wurden. Insbesondere wird dann die tatsächliche Vorzugsrichtung basierend auf einer resultierenden Wechselwirkung der ausgebildeten Fokuszone mit dem Material des Werkstücks ermittelt. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung durch optische und/oder automatisierte Auswertung des erfassten Querschnitts der Materialmodifikation, insbesondere mittels Bilderkennung und/oder Bilddatenanalyse.It can be favorable if, in order to determine the actual preferred direction, a preferred direction of a respective cross section of one or more material modifications is determined, which were produced in the material by subjecting the material of the workpiece to the focal zone. In particular, the actual preferred direction is then determined based on a resulting interaction of the focus zone formed with the material of the workpiece. For example, the actual preferred direction is determined by optical and/or automated evaluation of the recorded cross section of the material modification, in particular by means of image recognition and/or image data analysis.
Vorteilhaft kann es sein, wenn zur Ermittlung der Vorzugsrichtung des Querschnitts einer bestimmten Materialmodifikation die entsprechende Materialmodifikation optisch erfasst wird.It can be advantageous if the corresponding material modification is detected optically in order to determine the preferred direction of the cross section of a specific material modification.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung des Querschnitts einer bestimmten Materialmodifikation durch optische Erfassung von Rissen erfolgt, welche dieser Materialmodifikation zugeordnet sind. Beispielsweise wird zur Ermittlung der Vorzugsrichtung eine Haupt-Erstreckungsrichtung der Risse ermittelt.In particular, it can be provided that the actual preferred direction of the cross section of a specific material modification is determined by optically detecting cracks which are assigned to this material modification. For example, a main extension direction of the cracks is determined to determine the preferred direction.
Es hat sich gezeigt, dass die Vorzugsrichtung des Querschnitts der tatsächlich ausgebildeten Materialmodifikationen von der tatsächlichen Vorzugsrichtung des optisch erfassten Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone abweichen kann. Ursächlich können um die asymmetrische Fokuszone liegende Nebenmaxima oder optische Aberrationen sein. Außerdem können sich Abweichungen durch Vorzugrichtungen des Materials des zu bearbeitenden Werkstücks ergeben, z.B. im Fall eines kristallinen Materials. Durch die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung auf Grundlage der Vorzugsrichtung des Querschnitts von Materialmodifikationen, welche durch Beaufschlagung des Materials des Werkstücks mit der Fokuszone in dem Material erzeugt wurden, lässt sich eine besonders gute Kontrollierbarkeit und Reproduzierbarkeit der Vorzugsrichtung der ausgebildeten Materialmodifikationen und insbesondere der Risse der ausgebildeten Materialmodifikationen erhalten.It has been shown that the preferred direction of the cross section of the material modifications actually formed can deviate from the actual preferred direction of the optically recorded cross section of the focal zone formed. The cause can be secondary maxima or optical aberrations around the asymmetrical focal zone. Deviations can also result from preferred directions of the material of the workpiece to be machined, for example in the case of a crystalline a material. By determining the actual preferred direction on the basis of the preferred direction of the cross section of material modifications, which were produced by subjecting the material of the workpiece to the focal zone in the material, a particularly good controllability and reproducibility of the preferred direction of the formed material modifications and in particular the cracks of the formed Get material mods.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Zuordnungsvorschrift vor oder während oder nach der Laserbearbeitung des Werkstücks ermittelt wird und/oder angepasst wird und/oder optimiert wird.In particular, provision can be made for the assignment rule to be determined and/or adapted and/or optimized before, during or after the laser processing of the workpiece.
Insbesondere kann ein in dieser Anmeldung als Element bezeichneter Teil der Vorrichtung, wie z.B. ein Strahlformungselement oder ein Polarisations-Strahlteilungselement, jeweils mehrere Teilkomponenten und/oder Teilelemente umfassen.In particular, a part of the device referred to as an element in this application, such as a beam-shaping element or a polarization beam-splitting element, can each comprise a plurality of sub-components and/or sub-elements.
Insbesondere ist unter den Angaben „zumindest näherungsweise“ oder „näherungsweise“ im Allgemeinen eine Abweichung von höchstens 10 % zu verstehen. Falls nicht anders angegeben, ist unter den Angaben „zumindest näherungsweise“ oder „näherungsweise“ insbesondere zu verstehen, dass ein tatsächlicher Wert und/oder Abstand und/oder Winkel um höchstens 10 % von einem idealen Wert und/oder Abstand und/oder Winkel abweicht, und/oder dass eine tatsächliche geometrische Form von einer idealen geometrischen Form um höchstens 10 % abweicht.In particular, the statements “at least approximately” or “approximately” generally mean a deviation of no more than 10%. Unless otherwise stated, the statements “at least approximately” or “approximately” mean in particular that an actual value and/or distance and/or angle deviates by no more than 10% from an ideal value and/or distance and/or angle , and/or that an actual geometric shape deviates from an ideal geometric shape by no more than 10%.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks; -
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks; -
3a eine simulierte Intensitätsverteilung eines asymmetrischen Querschnitts einer Fokuszone zur Laserbearbeitung des Werkstücks; -
3b eine schematische Darstellung der Intensitätsverteilung des asymmetrischen Querschnitts der Fokuszone; -
4 eine schematische Schnittansicht von Materialmodifikationen in einem Material des Werkstücks, wobei die Materialmodifikationen durch Beaufschlagung des Materials mit der Fokuszone erzeugt sind; -
5a eine der Intensitätsverteilung gemäß3a zugeordnete transversale Phasenverteilung an einer Strahlausgangsseite eines Strahlformungselement der Vorrichtung; -
5b eine der Intensitätsverteilung gemäß3a zugeordnete transversale Fernfeld-Intensitätsverteilung, wobei die Fokuszone durch Fokussierung dieser transversalen Fernfeld-Intensitätsverteilung ausgebildet wird; -
6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Polarisations-Strahlteilungselements zur Ausbildung von Teilstrahlen mit voneinander verschiedenen Polarisationszuständen; -
7 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Erfassungseinrichtung zur optischen Erfassung einer tatsächlichen Vorzugsrichtung des asymmetrischen Querschnitts der ausgebildeten Fokuszone; -
8 eine schematische Darstellung einer Erfassungseinrichtung zur optischen Erfassung eines Querschnitts von Materialmodifikationen im Material des Werkstücks, welche durch Beaufschlagung des Materials mit der Fokuszone ausgebildet sind; -
9a eine Mikroskopaufnahme von in dem Material des Werkstücks angeordneten Materialmodifikationen, welche durch Beaufschlagung des Materials mit der Fokuszone erzeugt sind; und -
9b eine Detailansicht des Teilbereichs A gemäß9a .
-
1 a schematic representation of an embodiment of a device for laser processing of a workpiece; -
2 a schematic representation of a further exemplary embodiment of a device for laser machining a workpiece; -
3a a simulated intensity distribution of an asymmetrical cross section of a focal zone for laser processing of the workpiece; -
3b a schematic representation of the intensity distribution of the asymmetrical cross section of the focal zone; -
4 a schematic sectional view of material modifications in a material of the workpiece, the material modifications being produced by subjecting the material to the focal zone; -
5a one according to the intensity distribution3a associated transverse phase distribution at a beam output side of a beam shaping element of the device; -
5b one according to the intensity distribution3a associated far-field transverse intensity distribution, the focal zone being formed by focusing this far-field transverse intensity distribution; -
6 a schematic cross-sectional view of an embodiment of a polarization beam splitting element for the formation of partial beams with mutually different states of polarization; -
7 a schematic cross-sectional representation of a detection device for optical detection of an actual preferred direction of the asymmetrical cross-section of the focal zone formed; -
8th a schematic representation of a detection device for the optical detection of a cross section of material modifications in the material of the workpiece, which are formed by impinging the material with the focal zone; -
9a a micrograph of material modifications arranged in the material of the workpiece, which are produced by subjecting the material to the focal zone; and -
9b a detailed view of section A according to FIG9a .
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks ist in
Mittels der Vorrichtung 100 wird eine Fokuszone 106 ausgebildet, mit welcher das Material 102 des Werkstücks 104 zur Ausbildung von Materialmodifikationen beaufschlagt wird. Die Fokuszone 106 erstreckt sich entlang einer Längsachse 108. Parallel zur Längsachse 108 ist die Fokuszone 106 langgezogen und/oder länglich ausgebildet.A
Insbesondere umfasst die Fokuszone 106 eine Mehrzahl von einander benachbarten Fokuspunkten oder ist aus einer Mehrzahl von einander benachbarten Fokuspunkten gebildet.In particular, the
Das Werkstück 104 ist beispielsweise plattenförmig und/oder tafelförmig ausgebildet. Beispielsweise weist das Werkstück 104 eine Dicke D auf, welche insbesondere zumindest näherungsweise konstant ist.The
Das Werkstück 104 ist aus einem transparenten Material 102 hergestellt, d.h. das Material 102 ist transparent für eine Wellenlänge eines Laserstrahls, mittels welchem die Fokuszone 106 ausgebildet wird.The
Insbesondere ist die Längsachse 108 der Fokuszone 106 parallel oder quer zu einer Dickenrichtung der Dicke D des Werkstücks 104 orientiert. Beispielsweise erstreckt sich die Fokuszone 106 zumindest über die gesamte Dicke D des Werkstücks 104 und/oder eines abzutrennenden Werkstücksegments. Eine parallel zur Längsachse 108 orientierte Gesamtlänge der Fokuszone 106 ist beispielsweise größer oder gleich der gesamten Dicke D des Werkstücks 104 und/oder eines abzutrennenden Werkstücksegments.In particular, the
Zur Ausbildung der Fokuszone 106 umfasst die Vorrichtung 100 eine Strahlformungseinrichtung 110. In diese Strahlformungseinrichtung 110 wird ein Eingangslaserstrahl 112 eingekoppelt, welcher beispielsweise mittels einer Laserquelle 114 bereitgestellt ist. Dieser Eingangslaserstrahl 112 weist eine Wellenlänge auf, für welche das Material 102 des Werkstücks 104 transparent ist.To form the
Dieser Eingangslaserstrahl 112 ist insbesondere ein gepulster Laserstrahl und insbesondere ein Ultrakurzpulslaserstrahl. Beispielsweise ist der Eingangslaserstrahl 112 ein Gauß-Strahl und/oder weist ein gaußförmiges Strahlprofil auf.This
Nach Einkopplung in die Strahlformungseinrichtung 110 propagiert der Eingangslaserstrahl 112 durch die Strahlformungseinrichtung 110 und wird aus der Strahlformungseinrichtung 110 als fokussierter Ausgangslaserstrahl 113 ausgekoppelt. Der Ausgangslaserstrahl 113 bildet die Fokuszone 106 aus, mit welcher das Material 102 des Werkstücks 104 beaufschlagt wird.After being coupled into the beam-shaping
Der durch die Strahlformungseinrichtung 110 propagierende Teil des Eingangslaserstrahls 112 wird im Folgenden als Laserstrahl 116 bezeichnet.The part of the
Der Laserstrahl 116 weist eine Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 auf, mit welcher er durch die Strahlformungseinrichtung 110 propagiert. Die Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 ist insbesondere parallel zu einer Strahlachse 120 des Laserstrahls 116 orientiert. Unter dieser Strahlachse 120 ist insbesondere eine Längsmittelachse des Laserstrahls 116 zu verstehen.The
Zur Strahlformung des Laserstrahls 116 umfasst die Strahlformungseinrichtung 110 ein Strahlformungselement 121, welches beispielsweise als diffraktives optisches Element und/oder als Axiconelement ausgebildet ist. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass das Strahlformungselement 121 als refraktives oder reflexives Element ausgeführt ist.In order to shape the beam of the
Das Strahlformungselement 121 ist nicht notwendigerweise auf ein einziges Element und/oder eine einzige Komponente beschränkt. Grundsätzlich kann das Strahlformungselement 121 mehrere Teilelemente und/oder Teilkomponenten umfassen.The beam-shaping
Mittels des Strahlformungselements 121 erfolgt eine Phasenaufprägung auf einen transversalen Strahlquerschnitt 122 des Eingangslaserstrahls 112 und/oder des Laserstrahls 116, wobei die Phasenaufprägung derart ist, dass der aus dem Strahlformungselement 121 ausgekoppelte Laserstrahl 116 ein quasi-nichtbeugendes und/oder Bessel-artiges Strahlprofil aufweist.Beam-shaping
Hinsichtlich der Definition und Eigenschaften quasi-nichtbeugender Strahlen wird auf das Buch „Structured Light Fields: Applications in Optical Trapping, Manipulation and Organisation“, M. Wördemann, Springer Science & Business Media (2012), ISBN 978-3-642-29322-1 sowie auf die wissenschaftliche Veröffentlichung „Bessel-like optical beams with arbitrary trajectories“ von I. Chremmos et al., Optics Letters, Vol. 37, No. 23 , 1. Dezember 2012, verwiesen.With regard to the definition and properties of quasi-non-diffracting rays, reference is made to the book "Structured Light Fields: Applications in Optical Trapping, Manipulation and Organisation", M. Wördemann, Springer Science & Business Media (2012), ISBN 978-3-642-29322- 1 and the scientific publication "Bessel-like optical beams with arbitrary trajectories" by I. Chremmos et al., Optics Letters, Vol. 23, December 1, 2012.
Hinsichtlich der Ausbildung und Eigenschaften von quasi-nichtbeugenden und/oder Bessel-artigen Strahlen mit asymmetrischem Querschnitt wird auf die wissenschaftliche Veröffentlichung „Generalized axicon-based generation of nondiffracting beams“ von K. Chen et al., arXiv: 1911.03103v1 [physics.optics], 8. November 2019, verwiesen.With regard to the formation and properties of quasi-non-diffractive and/or Bessel-type beams with an asymmetric cross-section, reference is made to the scientific publication "Generalized axicon-based generation of non-diffracting beams" by K. Chen et al., arXiv: 1911.03103v1 [physics.optics ], November 8, 2019.
Unter einer transversalen Richtung ist eine Richtung zu verstehen, welche in einer zur Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 und/oder zur Strahlachse 120 senkrecht orientierten Ebene liegt.A transverse direction is to be understood as meaning a direction which lies in a plane oriented perpendicularly to the
Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlformungseinrichtung 110 eine Anpassungsoptik 124 zur Anpassung eines Durchmessers d0 des Strahlquerschnitts 122 aufweist. Durch Anpassung des Durchmessers d0 des auf das Strahlformungselement 121 einfallenden Laserstrahls 116 lässt sich insbesondere die Gesamtlänge der Fokuszone 106 anpassen. Beispielsweise ist die Anpassungsoptik 124 als Teleskop ausgebildet oder umfasst ein Teleskop.It can be provided that the
Die Anpassungsoptik 124 ist bezüglich der Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 vor dem Strahlformungselement 121 angeordnet.The
Die Strahlformungseinrichtung 110 umfasst eine Fokussieroptik 126, um den aus dem Strahlformungselement 121 ausgekoppelten Laserstrahl 116 zur Ausbildung der Fokuszone 106 zu fokussieren.The
Die Fokussieroptik 126 umfasst beispielsweise ein oder mehrere Linsenelemente 127. Beispielsweise ist die Fokussieroptik als Objektiv ausgebildet.The focusing
Insbesondere ist die Fokussieroptik 126 Teil einer Teleskopeinrichtung 128 der Strahlformungseinrichtung 110, wobei mittels dieser Teleskopeinrichtung 128 der aus dem Strahlformungselement 121 ausgekoppelte Laserstrahl 116 in die Fokuszone 106 fokussiert wird.In particular, the focusing
Die Teleskopeinrichtung 128 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Bezüglich der Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 ist die Linsenoptik 129 vor der Fokussieroptik 126 angeordnet und/oder zwischen dem Strahlformungselement 121 und der Fokussieroptik 126 angeordnet.With respect to the
Die Linsenoptik 129 weist eine erste Brennweite f1 auf und die Fokussieroptik 126 weist eine zweite Brennweite f2 auf, wobei die erste Brennweite f1 größer ist als die zweite Brennweite f2.The
Der Fokussieroptik 126 und/oder der Teleskopeinrichtung 128 ist eine Brennebene 132 zugeordnet. Diese Brennebene ist in einem der Fokussieroptik 126 und/oder der Teleskopeinrichtung 128 zugeordneten Fernfeldbereich 134 positioniert.A
Insbesondere sind die Brennebene 132 und/oder der Fernfeldbereich 134 bezüglich der Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 zwischen der Linsenoptik 129 und der Fokussieroptik 126 positioniert.In particular, the
Die Brennebene 132 ist insbesondere eine gemeinsame Brennebene der Linsenoptik 129 und der Fokussieroptik 126. Beispielsweise ist die Brennebene 132 zu der Linsenoptik 129 mit der ersten Brennweite f1 beabstandet und zu der Fokussieroptik 126 mit der zweiten Brennweite f2 beabstandet.In particular, the
Bei der in
Eine in
Beispielsweise ist eine Funktionalität der Linsenoptik 129 in das Strahlformungselement 121 integriert. Beispielsweise ist zur Integration der Linsenoptik 129 in das Strahlformungselement 121 die mittels des Strahlformungselements 121 auf den Strahlquerschnitt 122 aufgeprägte Phasenverteilung angepasst.For example, a functionality of
Es kann vorgesehen sein, dass die Linsenoptik 129 und/oder ein Linsenelement 130 der Linsenoptik 129 an einer Strahlausgangsseite 138 des Strahlformungselements 121 angeordnet ist.Provision can be made for
Ansonsten weist die Strahlformungseinrichtung 110' grundsätzlich den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise auf wie die Strahlformungseinrichtung 110, sodass insoweit auf deren Beschreibung Bezug genommen wird.Otherwise, the beam-shaping
Insbesondere weist die Strahlformungseinrichtung 110' ein oder mehrere weitere Merkmale und/oder Vorteile der Strahlformungseinrichtung 110 auf.In particular, the
Die mittels der Strahlformungseinrichtung 110 ausgebildete Fokuszone 106 weist eine bezüglich ihrer Längsachse 108 lang gezogene und/oder längliche Form auf. Dies wird durch die Phasenaufprägung mittels des Strahlformungselements 121 realisiert, wobei durch die Phasenaufprägung mittels des Strahlformungselements 121 insbesondere ein quasi-nichtbeugendes und/oder Bessel-artiges Strahlprofil erzeugt wird.The
Weiter ist ein Querschnitt 140 der Fokuszone 106 asymmetrisch ausgebildet, wobei eine dem Querschnitt 140 zugeordnete Querschnittsebene senkrecht zur Längsachse 108 orientiert ist.Furthermore, a
Eine simulierte Intensitätsverteilung des asymmetrischen Querschnitts 140 der Fokuszone 106 ist beispielsweise in
Zur Bestimmung von räumlichen Dimensionen der Fokuszone 106, wie beispielsweise deren Gesamtlänge in Richtung der Längsachse 108 und/oder eines Durchmessers dx, dy des Querschnitts 140 in einer zu der Längsachse 108 senkrecht orientierten x-Richtung bzw. y-Richtung wird eine modifizierte Intensitätsverteilung betrachtet, welche nur Intensitätswerte aufweist, die oberhalb einer bestimmten Intensitätsschwelle liegen. Insbesondere beträgt diese Intensitätsschwelle 50 % eines globalen Intensitätsmaximum der tatsächlichen Intensitätsverteilung. Dies ist in
Unter der Gesamtlänge der Fokuszone ist beispielsweise eine maximale Erstreckungslänge und/oder eine Länge maximaler Ausdehnung der Fokuszone 106 entlang der Längsachse 108 unter Zugrundelegung der genannten modifizierten Intensitätsverteilung zu verstehen. Entsprechend ist unter dem Durchmesser dx bzw. dy eine maximale Erstreckungslänge und/oder eine Länge maximaler Ausdehnung des Querschnitts 140 der Fokuszone 106 in x-Richtung bzw. y-Richtung zu verstehen.The total length of the focus zone is to be understood, for example, as a maximum extension length and/or a length of maximum extension of the
Unter der Fokuszone 106 ist insbesondere eine globale maximale Intensitätsverteilung 142 zu verstehen, welche insbesondere räumlich zusammenhängend ausgebildet ist. Insbesondere ist nur diese globale maximale Intensitätsverteilung 142 für eine Wechselwirkung mit dem Material 102 des Werkstücks 104 zur Ausbildung von Materialmodifikationen relevant.The
Die maximale Intensitätsverteilung 142 ist insbesondere von nebengeordneten Intensitätsverteilungen 144 umgeben. Diese nebengeordneten Intensitätsverteilungen 144 sind insbesondere um die maximale Intensitätsverteilung 142 angeordnet und/oder beabstandet zu der maximalen Intensitätsverteilung 142 angeordnet. Die nebengeordneten Intensitätsverteilungen 142 sind oder umfassen insbesondere Nebenmaxima.The
Insbesondere sind die nebengeordneten Intensitätsverteilungen 144 für die Laserbearbeitung des Werkstücks 104 unwesentlich, da es aufgrund deren geringeren Intensitäten zu keiner und/oder zu einer vernachlässigbaren Ausbildung von Materialmodifikationen im Material 102 kommt.In particular, the
Der asymmetrische Querschnitt 140 der Fokuszone 106 weist eine Vorzugsrichtung 146 auf, welche in einer zur Längsachse 108 der Fokuszone 106 senkrecht orientierten Ebene liegt. Insbesondere ist unter der Vorzugsrichtung 146 eine Richtung zu verstehen, in welcher der asymmetrische Querschnitt 140 eine größte räumliche Ausdehnung und/oder einen größten Durchmesser aufweist.The
Bei dem in den
Insbesondere ist der Querschnitt 140 ellipsenförmig und/oder zumindest näherungsweise als Ellipse ausgebildet. Die Vorzugsrichtung 146 entspricht dann beispielsweise einer Richtung einer großen Halbachse der Ellipse. Beispielsweise ist dann der Durchmesser dx parallel zur großen Halbachse orientiert und der Durchmesser dy parallel zur kleinen Halbachse.In particular,
Zur Laserbearbeitung des Werkstücks 104 wird dessen Material 102 mit der Fokuszone 106 beaufschlagt und die Fokuszone 106 wird relativ zu dem Material 102 in eine Vorschubrichtung 148 bewegt (
Durch Beaufschlagung des Materials 102 mit der Fokuszone 106 werden in dem Material 102 Materialmodifikationen 150 ausgebildet, welche entlang der Längsachse 108 der Fokuszone 106 angeordnet und/oder aufgereiht sind.By subjecting the
Durch Relativbewegung der Fokuszone 106 zum Material 102 werden in Vorschubrichtung beabstandete Materialmodifikationen 150 ausgebildet. Ein Abstand zueinander benachbarter Materialmodifikationen 150 parallel zur Vorschubrichtung 148 hängt insbesondere von einer Vorschubgeschwindigkeit ab, mit welcher die Fokuszone 106 in Vorschubrichtung 148 relativ zu dem Material 102 bewegt wird.By moving the
Aufgrund der Beaufschlagung des Materials 102 mit länglicher Fokuszone 106 und deren Relativbewegung zum Material 102 werden Materialmodifikationen 150 entlang einer Bearbeitungsfläche ausgebildet, entlang welcher insbesondere das Material 102 trennbar ist. Eine Materialtrennung entlang der Bearbeitungsfläche kann beispielsweise durch Ausübung einer mechanischen Kraft erfolgen.Due to the loading of the material 102 with an elongate
Die Materialmodifikationen 150 weisen einen Querschnitt 152 auf, welcher eine mit dem Querschnitt 140 der Fokuszone 106 korrespondierende Form aufweist. Eine dem Querschnitt 152 zugeordnete Querschnittsebene ist senkrecht zur Längsachse 108 und/oder parallel zur Vorschubrichtung 148 der Fokuszone 106 orientiert, mit welcher die entsprechende Materialmodifikation 150 ausgebildet wurde.The
Weiter weist der Querschnitt 152 einer bestimmten Materialmodifikation 150 eine Vorzugsrichtung 154 auf, welche mit der Vorzugsrichtung 146 des Querschnitts 140 derjenigen Fokuszone 106 korrespondiert, mit welcher die Materialmodifikation 150 ausgebildet wurde.Furthermore, the
Insbesondere weist die Materialmodifikation 150 in Richtung der Vorzugsrichtung 154 eine größte räumliche Ausdehnung und/oder einen größten Durchmesser auf. Bei dem in
Insbesondere sind der Fokuszone 106 zugeordnete Laserparameter so gewählt, dass die mittels der Fokuszone 106 in dem Material 102 ausgebildeten Materialmodifikationen 150 mit einer Bildung von Rissen 156 im Material 102 einhergehen. Beispielsweise sind die Materialmodifikationen 150 Typ-III-Modifikationen.In particular, the laser parameters assigned to the
Die Risse 156 erstrecken sich insbesondere zwischen einander benachbarten Materialmodifikationen 150, welche in Vorschubrichtung 148 zueinander beabstandet sind. Insbesondere erstrecken sich die Risse 156 entlang einer Haupt-Erstreckungsrichtung 158, welche zumindest näherungsweise parallel zu der Vorzugsrichtung 154 der diesen Rissen 156 zugeordneten Materialmodifikation 150 orientiert sind und/oder zumindest näherungsweise parallel zu der Vorzugsrichtung 146 der Fokuszone 106 orientiert sind, mittels welcher die diesen Rissen 156 zugeordnete Materialmodifikation 150 ausgebildet wurde.The
Unter der Haupt-Erstreckungsrichtung 158 ist insbesondere eine durchschnittliche und/oder gemittelte Erstreckungsrichtung der einer bestimmten Materialmodifikation 150 zugeordneten Risse 156 zu verstehen.The
Die Strahlformungseinrichtung 110 umfasst mindestens ein Vorzugsrichtungs-Strahlformungselement 160 zur Ausbildung des asymmetrischen Querschnitts 140 der Fokuszone 106 mit der Vorzugsrichtung 146. Insbesondere ist mittels dem Vorzugsrichtung-Strahlformungselement 160 die Vorzugsrichtung 146, vorzugsweise in einer zur Längsachse 108 der Fokuszone 106 senkrecht orientierten Ebene, änderbar und/oder einstellbar.The beam-shaping
Es kann vorgesehen sein, dass das Vorzugsrichtungs-Strahlformungselement 160 und/oder eine Funktionalität des Vorzugsrichtungs-Strahlformungselements 160 in das Strahlformungselement 121 integriert ist. Beispielsweise wird der asymmetrische Querschnitt 140 der Fokuszone 106 durch die mittels des Strahlformungselements 121 erfolgende Phasenaufprägung realisiert.Provision can be made for the preferred direction beam-shaping
Die Ausbildung einer Fokuszone mit asymmetrischem Querschnitt durch Phasenaufprägung ist beispielsweise aus der
In
Beispielsweise weist die Phasenverteilung eine Mehrzahl von Winkelsegmenten 162a, 162b auf, wobei einander benachbarte Winkelsegmente unterschiedliche azimutale Segmentbreiten Δβ1, Δβ2 aufweisen und/oder einen Segmentgitterphasenunterschied aufweisen.For example, the phase distribution has a plurality of
Ein Beispiel einer in der Brennebene 132 und/oder dem Fernfeldbereich 134 der Strahlformungseinrichtung 110 ausgebildeten transversalen Fernfeld-Intensitätsverteilung 164 ist in
Die Fernfeld-Intensitätsverteilung 164 umfasst eine Ringstruktur. Die Ringstruktur ist bei dieser Ausführungsform insbesondere als Ringsegmentstruktur ausgebildet und/oder umfasst mehrere Ringsegmente 166, welche insbesondere konzentrisch bezüglich der Strahlachse 120 angeordnet sind. Insbesondere weisen alle Ringsegmente 166 der Ringstruktur einen gleichen Radius auf.The far-
Die Ringstruktur der Fernfeld-Intensitätsverteilung 164 weist eine oder mehrere Unterbrechungen 168 auf, welche zwischen einander benachbarten Ringsegmenten 166 angeordnet sind. Diese Unterbrechungen 168 erstrecken sich insbesondere in einem oder mehreren azimutalen Winkelbereichen der Ringstruktur. Insbesondere beträgt an diesen Unterbrechungen 168 die Intensität null oder die Intensität ist um mindestens 90% geringer als eine Intensität der benachbarten Ringsegmente 166.The ring structure of the far-
Durch Fokussierung der Fernfeld-Intensitätsverteilung 164 mittels der Fokussieroptik 126 und/oder mittels der Teleskopeinrichtung 128 wird die Fokuszone 106 ausgebildet. Aufgrund der Ringstruktur mit den Unterbrechungen 168 wird die Fokuszone 106 mit asymmetrischem Querschnitt 140 ausgebildet.The
Die Vorzugsrichtung 146 des asymmetrischen Querschnitt 140 lässt sich in diesem Fall beispielsweise durch Drehung des Strahlformungselements 121 ändern und/oder einstellen, wobei eine Drehachse insbesondere parallel zur Strahlachse 120 orientiert ist oder der Strahlachse 120 entspricht.In this case, the
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Vorzugsrichtungs-Strahlformungselement 160 eine Strahlblende 170 ist oder umfasst, um die Fokuszone 106 mit asymmetrischem Querschnitt 140 auszubilden. Die Strahlblende 170 ist eingerichtet, um einen oder mehrere Winkelbereiche der Ringstruktur der Fernfeld-Intensitätsverteilung 164 zu blockieren, wobei die blockierten Winkelbereiche der Ringstruktur insbesondere nicht mittels der Fokussieroptik 126 fokussiert werden.In a further specific embodiment, it is provided that the preferred direction beam-shaping
Die Strahlblende 170 ist insbesondere in dem Fernfeldbereich 134 und/oder in der Brennebene 132 angeordnet.The
Beispielsweise ist bei dieser Ausführungsform das Strahlformungselement 121 ausgebildet, um die Fernfeld-Intensitätsverteilung 164 mit einer Ringstruktur auszubilden, welche einen durchgängigen und/oder unterbrechungsfreien Ring aufweist. Resultierende Unterbrechungen 168 werden an dieser Ringstruktur dann durch Blockieren von Winkelbereichen der Ringstruktur mittels der Strahlblende 170 erzeugt. Im Ergebnis weist die mittels der Fokussieroptik 126 fokussierte Ringstruktur dann beispielsweise die in
Die Vorzugsrichtung 146 des asymmetrischen Querschnitts 140 lässt sich bei dieser Ausführungsform beispielsweise durch Änderung der mittels der Strahlblende 170 blockierten Winkelbereiche der Ringstruktur der Fernfeld-Intensitätsverteilung ändern und/oder einstellen. Beispielsweise lassen sich die blockierten Winkelbereiche durch Einstellung und/oder Drehung der Strahlblende 170 ändern, wobei eine Drehachse vorzugsweise parallel zur Strahlachse 120 orientiert ist oder mit dieser zusammenfällt.In this embodiment, the
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Vorzugsrichtungs-Strahlformungselement 160 mindestens ein Polarisations-Strahlteilungselement 172 ist oder umfasst, wobei ein Ausführungsbeispiel des Polarisations-Strahlteilungselements 172 in
Der auf das Polarisations-Strahlteilungselement 172 einfallende Laserstrahl 116 wird mittels des Polarisations-Strahlteilungselements 172 in voneinander verschiedene Teilstrahlen 174a, 174b mit unterschiedlichen Polarisationszuständen aufgeteilt.The
Insbesondere sind unter den genannten Polarisationszuständen lineare Polarisationszustände zu verstehen, wobei beispielsweise zwei unterschiedliche Polarisationszustände vorgesehen sind und/oder zueinander senkrecht orientierte Polarisationszustände vorgesehen sind.In particular, the stated polarization states are to be understood as meaning linear polarization states, with two different polarization states being provided, for example, and/or polarization states oriented perpendicularly to one another being provided.
Insbesondere sind aus dem Polarisations-Strahlteilungselement 172 ausgekoppelte Strahlen derart polarisiert, dass ein elektrisches Feld in einer Ebene senkrecht zur Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 orientiert ist (transversal elektrisch).In particular, beams coupled out of the polarization
Die Teilstrahlen 174a, 174b weisen einen Ortsversatz Δx und einen Winkelversatz Δα auf, wobei insbesondere einer der Teilstrahlen 174a, 174b parallel zur Strahlachse 120 des einfallenden Laserstrahls orientiert ist oder mit dieser zusammenfällt.The
Beispielsweise umfasst das Polarisations-Strahlteilungselement 172 ein doppelbrechendes Polarisatorelement 176 und ein isotropes Element 178, welches bezüglich der Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 insbesondere hinter dem Polarisatorelement 176 angeordnet ist. Das Polarisatorelement 176 und/oder das isotrope Element 178 sind beispielsweise keilförmig ausgebildet.For example, the polarization
Hinsichtlich der Funktionsweise und Ausführung des Polarisations-Strahlteilungselements 128 wird auf die deutsche Patentanmeldung mit Aktenzeichen
Eine optische Achse 180 des Polarisatorelements 176 ist beispielsweise in einem Winkel von zumindest näherungsweise 45° zu einer Strahleingangsseite 182 des Polarisatorelements 176 und/oder zur Strahlachse 120 orientiert.An
Nach Fokussierung mittels der Fokussieroptik 126 weisen die polarisierten Teilstrahlen 174a, 174b einen Ortsversatz auf. Insbesondere werden die Teilstrahlen 174a, 174b in unterschiedliche Teilbereiche der Fokuszone 106 fokussiert, welche sich zumindest abschnittsweise überlappen. Es lässt sich dadurch die Fokuszone 106 mit asymmetrischem Querschnitt 140 ausbilden.After focusing by means of the focusing
Die Vorzugsrichtung 146 des asymmetrischen Querschnitts 140 lässt sich bei dieser Ausführungsform beispielsweise durch Drehung des Polarisations-Strahlteilungselements 172, vorzugsweise um die Strahlachse 120 oder um einer zur Strahlachse 120 parallele Achse, ändern und/oder einstellen.In this embodiment, the
Die Vorrichtung 100 umfasst eine Stelleinrichtung 184, mittels welcher die Vorzugsrichtung 146 des asymmetrischen Querschnitts 140 der Fokuszone 106 während der Laserbearbeitung des Werkstücks 104 veränderbar ist. Unter einer Änderung und/oder Einstellung der Vorzugsrichtung 146 ist insbesondere zu verstehen, dass eine Orientierung der Vorzugsrichtung 146 in einer zur Längsachse 108 der Fokuszone 106 senkrecht orientierten Ebene geändert bzw. eingestellt wird.The
Zur Veränderung der Vorzugsrichtung 146 beeinflusst die Stelleinrichtung 184 das Vorzugsrichtungs-Strahlformungselement 160, wie z.B. das Strahlformungselement 121 und/oder die Strahlblende 170 und/oder das Polarisations-Strahlteilungselement 172. Insbesondere ist das Vorzugsrichtung-Strahlformungselement 160 zur Veränderung der Vorzugsrichtung 146 mittels der Stelleinrichtung 184 bewegbar und/oder drehbar.In order to change the
Weiter umfasst die Vorrichtung 100 eine mit der Stelleinrichtung 184 signalwirksam verbundene Steuerungseinrichtung 186. Mittels dieser Steuerungseinrichtung 186 ist die Stelleinrichtung 184 zur Veränderung der Vorzugsrichtung 146 ansteuerbar.The
Es ist vorgesehen, dass die Ansteuerung der Stelleinrichtung 184 mittels der Steuerungseinrichtung 186 auf Grundlage einer Zuordnungsvorschrift erfolgt. Diese Zuordnungsvorschrift ist insbesondere in einer Datenbank 188 gespeichert, welche von der Steuerungseinrichtung 186 umfasst ist oder mit welcher die Steuerungseinrichtung 186 signalwirksam verbunden ist.It is provided that the
Im Betrieb der Vorrichtung 100 wird die Vorzugsrichtung 146 mittels der Steuerungseinrichtung 186 insbesondere derart gesteuert, dass die Vorzugsrichtung 146 parallel oder näherungsweise parallel zur Vorschubrichtung 148 orientiert ist. Hierzu steuert die Steuerungseinrichtung 186 die Stelleinrichtung 184 auf Basis der Zuordnungsvorschrift mit einem Steuersignal an, um die entsprechende Orientierung der Vorzugsrichtung 146 zu bewirken.During operation of the
Die Zuordnungsvorschrift ist oder umfasst beispielsweise eine Zuordnungstabelle, welche eine Zuordnung von Steuersignalwerten des Steuersignals zu Orientierungswerten der Vorzugsrichtung 146 enthält.The assignment rule is or includes an assignment table, for example, which contains an assignment of control signal values of the control signal to orientation values of the
Die Orientierungswerte der Vorzugsrichtung 146 können beispielsweise als Winkelangaben eines Winkels θ zu einer Referenzrichtung 190 angegeben werden, wobei die Referenzrichtung 190 in einer zur Längsmittelachse 108 senkrecht orientierten Ebene liegt.The orientation values of the
Die Vorrichtung 100 umfasst eine Erfassungseinrichtung 192, mittels welcher eine tatsächliche Vorzugsrichtung 194 (angedeutet in
Unter der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 ist insbesondere eine Ist-Vorzugsrichtung des Querschnitts 140 zu verstehen, wie sie beispielsweise im Material 102 vorliegt und/oder mittels der Erfassungseinrichtung 192 ermittelt wird.The actual
Bei dem in
Zur optischen Erfassung der ausgebildeten Fokuszone 106 umfasst die Erfassungseinrichtung 192 insbesondere eine Bildaufnahmeeinrichtung 196, welche beispielsweise einen Bildsensor und/oder eine Kamera aufweist. Weiter umfasst die Erfassungseinrichtung 192 insbesondere eine Abbildungsoptik 198, um die mittels der Strahlformungseinrichtung 110 ausgebildete Fokuszone 106 auf die Bildaufnahmeeinrichtung 196 abzubilden.For the optical detection of the formed
Die Erfassungseinrichtung 192 ist bezüglich der Haupt-Ausbreitungsrichtung 118 des aus der Strahlformungseinrichtung 110 ausgekoppelten Ausgangslaserstrahls 113 insbesondere hinter dem Werkstück 104 und/oder der ausgebildeten Fokuszone 106 angeordnet.With respect to the
Durch Auswertung von mittels der Bildaufnahmeeinrichtung 196 erfassten Bilddaten lässt sich die tatsächliche Vorzugsrichtung 194 ermitteln, wobei die Auswertung beispielsweise mittels der Steuerungseinrichtung 186 erfolgen kann. Insbesondere ist die Erfassungseinrichtung 192 dann signalwirksam mit der Steuerungseinrichtung 186 verbunden.The actual
Eine weitere Ausführungsform einer optischen Erfassungseinrichtung 192' ist in
Ansonsten weist die Erfassungseinrichtung 192' insbesondere ein oder mehrere Merkmale und/oder Vorteile der Erfassungseinrichtung 192 auf, sodass insoweit auf deren vorstehende Beschreibung verwiesen wird.Otherwise, the
Bei dieser Ausführungsform wird durch Erfassung der Vorzugsrichtung 154 des Querschnitts 152 einer mittels der Fokuszone 106 ausgebildeten Materialmodifikation 150 auf die tatsächliche Vorzugsrichtung 194 der Fokuszone 106 geschlossen, mit welcher diese Materialmodifikation 150 ausgebildet wurde. Im Rahmen dieser Ausführungsform entspricht die Vorzugsrichtung 154 der zugeordneten Materialmodifikation 150 der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 und/oder der Ist-Vorzugsrichtung der Fokuszone 106, mittels welcher diese Materialmodifikation 150 ausgebildet wurde.In this embodiment, by detecting the
Die Erfassungseinrichtung 192' umfasst beispielsweise die Bildaufnahmeeinrichtung 196 und eine Abbildungsoptik 198', um die Materialmodifikation 150 auf die Bildaufnahmeeinrichtung 196 abzubilden. Mittels der Bildaufnahmeeinrichtung 196 werden insbesondere der Querschnitt 152 der Materialmodifikation 150 und/oder die der Materialmodifikation 150 zugeordneten Risse 156 optisch erfasst.The
Durch Auswertung von mittels der Bildaufnahmeeinrichtung 196 erfassten Bilddaten lässt sich die Vorzugsrichtung 154 und/oder die tatsächliche Vorzugsrichtung 194 ermitteln. Es kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 einer bestimmten Materialmodifikation 150 die Haupt-Erstreckungsrichtung 158 von Rissen 156 herangezogen wird, welche dieser Materialmodifikation 150 zugeordnet sind.The
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Beispielsweise dient die Fokussieroptik 126 der Strahlformungseinrichtung 110 als Objektiv der Abbildungsoptik 198'. Die von dem Werkstück 104 auf die Fokussieroptik 126 einfallenden Strahlen werden beispielsweise mittels eines teilreflektierenden Elements 200 der Abbildungsoptik 198' in Richtung der Bildaufnahmeeinrichtung 196 abgelenkt.For example, the focusing
In den
Insbesondere entspricht die Haupt-Erstreckungsrichtung 158 der Risse 156 einer zugeordneten Materialmodifikation zumindest näherungsweise der Vorzugsrichtung 154 des Querschnitts 152 dieser Materialmodifikation.In particular, the
Die Vorrichtung 100 funktioniert wie folgt:
- Zur Ermittlung der Zuordnungsvorschrift, auf deren Grundlage die Steuerung und/oder Regelung der
Vorzugsrichtung 146 mittels derSteuerungseinrichtung 186 erfolgt, wird dieStelleinrichtung 184 durch dieSteuerungseinrichtung 186 beispielsweise mit unterschiedlichen Steuersignalwerten angesteuert und dietatsächliche Vorzugsrichtung 194 jeweils für die unterschiedlichen Steuersignalwerte ermittelt. Die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 erfolgt hierbei mittels derErfassungseinrichtung 192, 192'.
- In order to determine the assignment specification, on the basis of which the control and/or regulation of the
preferred direction 146 takes place by means of thecontrol device 186, theactuating device 184 is actuated by thecontrol device 186 with different control signal values, for example, and the actualpreferred direction 194 is determined for each of the different control signal values. The actualpreferred direction 194 is determined here by means of thedetection device 192, 192'.
Es wird dadurch die Zuordnungsvorschrift in Form eines Zusammenhangs zwischen unterschiedlichen Steuersignalwerten und Orientierungswerten der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 ermittelt. Die Zuordnungsvorschrift enthält insbesondere diejenige Information, mit welchem Steuersignalwert die Stelleinrichtung 184 angesteuert werden muss, um eine bestimmte tatsächliche Vorzugsrichtung 194 zu realisieren.As a result, the assignment rule is determined in the form of a relationship between different control signal values and orientation values of the actual
Die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 erfolgt im Fall der Erfassungseinrichtung 192 beispielsweise durch optische Erfassung und Auswertung des Querschnitts 140 der mittels der Strahlformungseinrichtung 110 ausgebildeten Fokuszone 106. Die optische Erfassung des Querschnitts 140 der Fokuszone 106 kann beispielsweise innerhalb oder außerhalb des Materials 102 des Werkstücks 104 erfolgen. Beispielsweise erfolgt die Erfassung des Querschnitts 140 in Luft.In the case of
Im Fall der Erfassungseinrichtung 192' erfolgt die Ermittlung der tatsächlichen Vorzugsrichtung 194 beispielsweise durch optische Erfassung und Auswertung des Querschnitts 152 von Materialmodifikationen 150, welche mittels der Fokuszone 106 bei unterschiedlichen Steuersignalwerten ausgebildet werden oder ausgebildet wurden.In the case of the detection device 192', the actual
Beispielsweise sind in
Die Ermittlung der Zuordnungsvorschrift kann grundsätzlich vor oder während der Laserbearbeitung des Werkstücks 104 erfolgen.In principle, the assignment rule can be determined before or during the laser processing of the
Zur Durchführung der Laserbearbeitung wird das Material 102 des Werkstücks 104 mit der Fokuszone 106 beaufschlagt und die Fokuszone 106 wird in Vorschubrichtung 148 relativ zu dem Werkstück 104 durch dessen Material 102 bewegt.To carry out the laser processing, the
Das Material 102 ist ein für eine Wellenlänge des Eingangslaserstrahls 112 und/oder des Laserstrahls 116, aus welchem die Fokuszone 106 mittels der Strahlformungseinrichtung 110 gebildet ist, transparentes Material. Beispielsweise ist das Material 102 ein Glasmaterial, z.B. Quarzglas.The
Durch Relativbewegung der Fokuszone 106 zu dem Material 102 werden Materialmodifikationen 150 ausgebildet, welche wie vorstehend beschrieben entlang einer Bearbeitungsfläche angeordnet sind.By moving the
Der Abstand von in Vorschubrichtung 148 benachbarten Materialmodifikationen 150 lässt sich beispielsweise durch Einstellung einer Pulsdauer des Eingangslaserstrahls 112 und/oder durch Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit definieren.The distance from
Die entlang der Bearbeitungsfläche ausgebildeten Materialmodifikationen 150 haben insbesondere eine Verringerung einer Festigkeit des Materials 102 zur Folge. Es lässt sich dadurch das Material 102 nach Ausbildung der Materialmodifikationen 150 an der Bearbeitungsfläche, beispielsweise durch Ausübung einer mechanischen Kraft, in zwei voneinander verschiedene Werkstücksegmente trennen.The
Vorteilhaft ist es, wenn die Vorzugsrichtung 146 des asymmetrischen Querschnitts 140 der Fokuszone 106 während der Laserbearbeitung des Werkstücks 104 parallel oder näherungsweise parallel zur Vorschubrichtung 148 ausgerichtet wird. Es ergibt sich dadurch bei Trennung des Werkstücks 104 entlang der Bearbeitungsfläche eine glattere Trennfläche.It is advantageous if the
Im Fall der in
Insbesondere ist es daher vorgesehen, dass die Vorzugsrichtung 146 mittels der Steuerungseinrichtung 186 so gesteuert und/oder geregelt wird, dass die Vorzugsrichtung 146 während der Laserbearbeitung des Werkstücks 104 parallel oder näherungsweise parallel zur Vorschubrichtung 148 orientiert ist. Risse 156 einander benachbarter Materialmodifikationen 150 gehen dann insbesondere zumindest näherungsweise stetig und/oder unterbrechungsfrei ineinander über, sodass insbesondere eine Trennung des Werkstücks mit glatter Trennfläche realisierbar ist (siehe z.B. den in
BezugszeichenlisteReference List
- ΔαΔα
- Winkelversatzangular misalignment
- Δβ1Δβ1
- azimutale Segmentbreiteazimuthal segment width
- Δβ2Δβ2
- azimutale Segmentbreiteazimuthal segment width
- DD
- Dickethickness
- dxdx
- Durchmesser in x-RichtungDiameter in x-direction
- dydy
- Durchmesser in y-Richtungdiameter in y-direction
- f1f1
- erste Brennweitefirst focal length
- f2f2
- zweite Brennweitesecond focal length
- θθ
- Winkelangle
- ΔxΔx
- Ortsversatzoffset
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 102102
- Materialmaterial
- 104104
- Werkstückworkpiece
- 106106
- Fokuszonefocus zone
- 108108
- Längsachselongitudinal axis
- 110110
- Strahlformungseinrichtungbeam shaping device
- 110'110'
- Strahlformungseinrichtungbeam shaping device
- 112112
- Eingangslaserstrahlinput laser beam
- 113113
- Ausgangslaserstrahloutput laser beam
- 114114
- Laserquellelaser source
- 116116
- Laserstrahllaser beam
- 118118
- Haupt-Ausbreitungsrichtungmain direction of propagation
- 120120
- Strahlachsebeam axis
- 121121
- Strahlformungselementbeam shaping element
- 122122
- Strahlquerschnittbeam cross-section
- 124124
- Anpassungsoptikcustomization optics
- 126126
- Fokussieroptikfocusing optics
- 127127
- Linsenelementlens element
- 128128
- Teleskopeinrichtungtelescopic device
- 129129
- Linsenoptiklens optics
- 130130
- Linsenelementlens element
- 132132
- Brennebenefocal plane
- 134134
- Fernfeldbereichfar field range
- 136136
- Zwischenbildintermediate image
- 138138
- Strahlausgangsseitebeam exit side
- 140140
- Querschnittcross-section
- 142142
- maximale Intensitätsverteilungmaximum intensity distribution
- 144144
- nebengeordnete Intensitätsverteilungsecondary intensity distribution
- 146146
- Vorzugsrichtungpreferred direction
- 148148
- Vorschubrichtungfeed direction
- 150150
- Materialmodifikationmaterial modification
- 150a150a
- Materialmodifikationmaterial modification
- 152152
- Querschnittcross-section
- 154154
- Vorzugsrichtungpreferred direction
- 156156
- RissCrack
- 158158
- Haupt-ErstreckungsrichtungMain extension direction
- 160160
- Vorzugsrichtung-StrahlformungselementPreferred direction beam shaping element
- 162a162a
- Winkelsegmentangle segment
- 162b162b
- Winkelsegmentangle segment
- 164164
- Fernfeld-IntensitätsverteilungFar-field intensity distribution
- 166166
- Ringsegmentring segment
- 168168
- Unterbrechunginterruption
- 170170
- Strahlblendebeam stop
- 172172
- Polarisations-Strahlteilungselementpolarization beam splitting element
- 174a174a
- Teilstrahlpartial beam
- 174b174b
- Teilstrahlpartial beam
- 176176
- Polarisatorelementpolarizer element
- 178178
- isotropes Elementisotropic element
- 180180
- optische Achseoptical axis
- 182182
- Strahleingangsseitebeam entrance side
- 184184
- Stelleinrichtungadjusting device
- 186186
- Steuerungseinrichtungcontrol device
- 188188
- DatenbankDatabase
- 190190
- Referenzrichtungreference direction
- 192192
- Erfassungseinrichtungdetection device
- 192'192'
- Erfassungseinrichtungdetection device
- 194194
- tatsächliche Vorzugsrichtungactual preferred direction
- 196196
- Bildaufnahmeeinrichtungimage capture device
- 198'198'
- Abbildungsoptikimaging optics
- 200200
- teilreflektierendes Elementpartially reflective element
- 202202
- Teilbereichsubarea
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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