CN111065947B - 用于确定相干断层摄影机的光学设备的定向的设备、相干断层摄影机和激光加工系统 - Google Patents

用于确定相干断层摄影机的光学设备的定向的设备、相干断层摄影机和激光加工系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定相干断层摄影机(200)的光学设备(250)的定向的设备(300、300’)。所述设备(300、300’)包括：光学的参考几何结构(310、500)；偏转光学系统(320)，所述偏转光学系统设置用于使被所述光学设备(250)反射的光学测量射束(13)转向到光学的参考几何结构(310、500)上；和评估单元(240)，所述评估单元设置用于确定在光学的参考几何结构(310、500)的第一参考平面(A)和至少一个第二参考平面(C、501)之间的间距，以确定所述光学设备(250)的定向。

Description

用于确定相干断层摄影机的光学设备的定向的设备、相干断 层摄影机和激光加工系统
技术领域
本申请涉及一种用于确定相干断层摄影机的光学设备的位置或者定向的设备、一种具有该设备的相干断层摄影机和一种具有这样的相干断层摄影机的激光加工系统。本申请尤其涉及一种激光加工头、例如激光焊接头，其具有光学相干断层摄影机和用于确定相干断层摄影机的一个或者多个光学设备(例如反光镜、棱镜或者光栅)的漂移的设备。
背景技术
在用于借助于激光进行材料加工的设备中，例如在例如用于激光焊接或者激光切割的激光加工头中，从激光光源或者激光光导纤维的端部出射的激光射束借助于射束导向和聚焦光学系统聚焦或者聚束在要加工的工件上。根据标准，使用具有准直仪光学系统和聚焦光学系统的激光加工头，其中，激光通过光导纤维(也被称作激光源)输送。
在激光材料加工中，能够使用光学相干断层摄影机(OCT)，以测量不同的过程参数，例如在激光切割时到工件的间距、在进程(Vorlauf)时的边沿位置以及在焊接期间的焊入深度和/或在尾程(Nachlauf)中的表面形状。为此，能够使OCT测量射束对准工件。可选地，能够使OCT测量射束在要加工的工件上运动，例如借助于在至少一个可运动的反光镜上的反射。在此，可运动的反光镜例如固定在检流计上并且因此构成检流扫描仪(Galvanoscanner)或者检流计扫描仪。因为OCT测量值被用于监测和调节加工过程，对于每个所记录的测量值，检流计扫描仪的角度位置和因此测量点在工件上的位置必须尽可能精确地已知。例如从WO 2014/138939 A1已知借助于OCT对焊接过程的监测。
检流计扫描仪能够具有位置探测器，所述位置探测器测量扫描仪的转动轴线的实际位置。调节回路能够将该实际位置与预先给定的设定位置相比较并且使偏差最小化。因此，理论上在稳定的状态下，在从外部预先给定的位置和由扫描仪进入的位置之间的偏差应等于零。然而，在实际的运行中，热作用、来自外部的干扰影响和检流计扫描仪的所使用的位置探测器的变差导致实际的角度位置与所期望的位置的偏差。调节回路不能校正该偏差，因为例如位置探测器(基于所述位置探测器的值进行调节)自身经受热影响并且因此调节回路不能够识别出实际位置与设定位置的小的偏差。这种现象也被称作检流扫描仪的漂移并且不但是依赖于时间的而且是依赖于温度的。因此，测量点在工件表面上的真正位置不可能在每个时间点以足够的准确度确定，因为测量点位置随着扫描仪的漂移而改变，即使反光镜的设定位置保持恒定。
因此，值得期待的是，比例如借助安装在检流计扫描仪中的位置探测器能够更准确地确定检流计扫描仪的漂移，以使设定位置和实际位置之间的偏差最小化。在DE 102015 012 565B3中说明了一种具有进行位置分辨的传感器的测量设备，所述传感器构造用于借助于传感器射束检测工件的被测量射束测量的区域并且基于此产生进行位置分辨的信息。这种进行位置分辨的传感器必须附加地装入到系统中并且由此提高制造成本以及系统的复杂性。
发明内容
本发明的任务在于，说明一种用于确定相干断层摄影机的光学设备的漂移或者定向的设备、以及一种相干断层摄影机和一种具有所述设备和所述相干断层摄影机的激光加工系统，所述设备、所述相干断层摄影机和所述激光加工系统能够精确地确定光学设备的定向。尤其，本申请的任务在于，以提高的精确度确定用于使相干断层摄影机的测量射束偏转的光学设备(例如可运动的反光镜、棱镜或者光栅)的设定位置和实际位置之间的差。
根据本发明的一些实施方式，说明一种用于确定相干断层摄影机的光学设备或者光学元件的定向或者漂移的设备。光学设备或者光学元件能够设置用于使相干断层摄影机的光学测量射束偏转。光学设备或者光学元件尤其能够是可运动的。设备包括光学的参考几何结构、偏转光学系统和评估单元，所述偏转光学系统设置用于使相干断层摄影机的被光学设备偏转或者反射的光学测量射束转向到光学的参考几何结构上，所述评估单元设置用于确定在第一参考平面和光学的参考几何结构的至少一个第二参考平面之间的间距，以确定光学设备的定向或者漂移。在这里，漂移能够看作是光学设备的定向与预先给定的定向的偏差。相干断层摄影机的光学设备或者光学元件能够是可运动的。尤其，光学设备或者光学元件能够设置用于使相干断层摄影机的光学测量射束偏转或者使其在工件表面上运动。优选，第二参考平面适用于反射或者漫射式地反射光学测量射束。
根据本发明，能够利用已经存在着OCT测量技术，以确定例如在光学设备(例如检流计扫描仪的一个或者多个反光镜)的设定位置和实际位置之间的差。能够取消用于确定光学设备的定向或者漂移的、附加的、进行位置分辨的探测器的使用。为了确定光学设备的定向和尤其检流计扫描仪的漂移，使测量射束对准参考几何结构并且测量间距。由所测量的间距或者所测量的间距相对于参考值或者校准值的改变能够确定并且优选接着校正光学设备的定向。
由附图和本说明书得出本发明的优选的、可选的实施方式和特别的方面。
优选，评估单元能够设置用于确定光学设备的定向与预先给定的定向的偏差，也就是说，例如在光学设备的设定位置和实际位置之间的差。
优选，偏转光学系统包括一个或者多个反光镜。例如，能够由所述一个或者多个反光镜将测量射束转向到参考几何结构上。可选地，偏转光学系统包括透镜，所述透镜设置用于使光学测量射束聚焦到光学的参考几何结构上。通过射束强度的聚焦能够以提高的精确度确定间距改变。
优选，偏转光学系统能够包括至少一个半透性的反光镜，所述半透性的反光镜设置用于使光学测量射束的一部分偏转。例如能够由半透性的反光镜使测量射束分裂，由此能够同时地进行关于工作平面和参考几何结构的间距测量。
优选，评估单元设置用于确定光学设备的定位。例如，能够确定一个或者多个反光镜的角度位置、例如检流计扫描仪的角度位置。能够例如基于设定位置与实际位置之间的差校正角度位置，以补偿漂移。为此，评估单元能够设置用于例如向用于使光学设备定向的控制单元输出用于漂移校正的校正值。
优选，评估单元设置用于确定第一参考平面和光学的参考几何结构上的一个、两个或者更多点之间的间距。通过在参考几何结构上的多个点的测量能够提高精确度地确定光学设备的定向。
优选，光学的参考几何结构具有至少一个平整的、漫射式地反射的表面。典型地，参考几何结构为具有表面的光学元件，所述表面具有不连续性。尤其，参考几何结构能够具有多个不平行的平面。这些不平行的平面中每个能够提供相应的第二参考平面。例如，光学的参考几何结构能够包括两个或者更多第二参考平面，其中，两个或者更多第二参考平面分别为平整的、漫射式地反射的面。两个或者更多第二参考平面能够包括四个第二参考平面。四个第二参考平面能够相对彼此倾斜并且在共同的点上相交。换言之，四个第二参考平面能够相交于共同的点或者校准零点上。参考几何结构能够具有由至少四个第二参考平面组成的鞍式的形状。此外，参考几何结构能够包括校准平面和/或校准零点。
优选，所述第二参考平面中的至少两个布置为使得光学设备在第一方向上的定向的偏差产生关于在参考几何结构上的校准位置或者校准平面的间距增大。第二参考平面中的至少两个能够是相互相反地倾斜的平面。至少两个另外的第二参考平面能够布置为使得光学设备在第二方向上的定向的偏差产生关于在参考几何结构上的校准位置或者校准平面的间距减小。所述第二参考平面中的至少两个另外的能够是相互相反地倾斜的平面。第一和第二方向能够看作是沿着相同的坐标轴(例如X轴或者Y轴)的正的和负的方向。替代地，第一方向能够看作是沿着第一坐标轴的方向，且第二方向能够看作是沿着垂直于第一坐标轴的第二坐标轴的方向。
根据本申请的另外的实施方式，说明一种相干断层摄影机。所述相干断层摄影机包括光学设备和根据以上所说明的实施方式的、用于确定光学设备的定向的设备。
光学设备能够设置用于使相干断层摄影机的光学测量射束偏转或者使其在工件表面上运动。优选，光学设备包括从至少一个反光镜、至少一个光栅和至少一个棱镜中选择的至少一个元件。光学设备能够是检流计扫描仪或者包括这样的检流计扫描仪。光学设备(例如至少一个反光镜)能够围绕一个或者多个轴(例如X轴和Y轴)以能转动的方式被支承，所述轴彼此正交地定向。典型地设置两个反光镜，在所述两个反光镜中，一个围绕X轴以能转动的方式被支承，且另一个围绕Y轴以能转动的方式被支承。
优选，光学相干断层摄影机设置用于基于所确定的间距在一个或者多个空间维度上补偿光学设备的定向的偏差(即漂移)。例如，通过围绕轴线的转动能够在两个空间维度上校正检流计扫描仪的至少一个反光镜的角度位置。两个空间维度能够是例如X方向和Y方向。
优选地，相干断层摄影机包括参考臂。用于确定光学设备的定向的设备能够附加地并且与参考臂分开地设置。例如，光学设备能够包括在相干断层摄影机的参考臂中的检流计扫描仪。
根据一些其它的实施方式，说明一种激光加工系统。该激光加工系统包括用于提供加工射束的激光设备和根据以上所说明的实施方式的相干断层摄影机，其中，该激光设备设置用于使加工射束转向到工件的加工区域上。
根据另一些实施方式，说明一种用于确定相干断层摄影机的光学设备的定向的方法。该方法包括将光学测量射束转向到光学的参考几何结构上，确定第一参考平面与光学的参考几何结构的至少一个第二参考平面之间的间距，和基于所测量的间距确定光学设备的定向。
根据本发明，能够使用便宜的检流扫描仪用于高精确的应用。不需要附加的探测器或者光源，由此能够实现一种更简单和更牢固的构造以及成本降低。在一些实施例中，甚至能够省去附加的射束分配器。
附图说明
在附图中示出并且接下来更详尽地说明本发明的实施例。其示出了：
图1根据本发明的实施方式的激光加工系统，
图2根据本发明的实施方式的激光加工系统，其具有用于确定相干断层摄影机的光学设备的定向的设备，
图3根据本发明的另外的实施方式的激光加工系统，其具有用于确定相干断层摄影机的光学设备的定向的设备，
图4长度改变，该长度改变由于光学设备的漂移引起，
图5根据本申请的实施方式的参考几何结构的立体视图，
图6没有漂移的参考几何结构，
图7参考几何结构和在X方向上的漂移，和
图8参考几何结构和在Y方向上的漂移。
具体实施方式
接下来，只要不另外地注明，对相同的和起相同作用的元件使用相同的附图标记。
图1示出根据本发明的实施方式的激光加工系统100的示意性的示图。激光加工系统100能够包括激光焊接头101和尤其用于激光深层焊接的激光焊接头。
激光加工系统100包括用于产生加工射束10(也称作“激光射束”或者“加工激光射束”)的激光设备110和根据在这里所说明的实施方式的相干断层摄影机200。激光加工系统100和尤其相干断层摄影机200包括用于确定相干断层摄影机200的光学设备的定向的设备。该设备参照图2至8更详尽地说明。
激光设备110设置用于使加工射束10转向到工件1的加工区域上。激光设备110能够具有用于准直加工射束10的准直透镜120。在激光焊接头101内部，通过合适的光学系统220使加工射束10朝工件1的方向偏转大约90°。典型地，相干断层摄影机200包括准直仪光学系统210和聚焦光学系统230，所述准直仪光学系统设置用于准直光学测量射束13，所述聚焦光学系统设置用于使光学测量射束13聚焦到工件1上。
在一些实施方式中，加工射束10和光学测量射束13能够是至少部分地(Streckenweise)共轴的，并且尤其能够至少部分地共轴地叠加。例如，相干断层摄影机200能够设置用于使光学测量射束13耦合到激光设备110的光路中。光学测量射束13和加工射束10的合并能够在准直仪光学系统210之后和聚焦光学系统230之前进行。例如，光学系统220能够包括半透性的反光镜。
在一些典型的实施方式(所述典型的实施方式能够与其它在这里所说明的实施方式组合)中，准直仪光学系统210和聚焦光学系统230集成到焊接头101中。例如，焊接头101能够包括准直仪模块102，所述准直仪模块集成到焊接头101中或者装配在焊接头101上。聚焦光学系统230能够是用于加工射束10和测量射束13的共同的聚焦光学系统(例如聚焦透镜)。
根据一些实施方式，激光加工系统100或者其部分(例如焊接头101)能够沿着加工方向20运动。加工方向20能够是激光加工系统100(例如焊接头101)关于工件1的切割方向或者焊接方向和/或运动方向。尤其加工方向20能够是水平的方向。加工方向20也能够被称作“进给方向”。
在一些典型的实施方式中，在这里所说明的用于间距测量的原理基于光学相干断层摄影机的原理，所述光学相干断层摄影机借助于干涉仪利用光的相干特性。相干断层摄影机200能够包括具有宽带的光源(例如超辐射二极管，Superlumineszenzdiode，SLD)的评估单元240，所述宽带的光源将测量光耦合到光导体242中。在优选具有纤维耦合器的射束分配器244中，测量光被分裂成参考臂246和测量臂，所述测量臂通过光导体248导到焊接头101中。
准直仪光学系统210用于准直从光导体248中出射的测量光(光学测量射束13)。根据一些实施方式，光学测量射束13能够在焊接头101中与加工射束10共轴地叠加。接着，加工激光射束10和光学测量射束13能够通过聚焦光学系统230被聚焦到工件1上，所述聚焦光学系统能够是共同的透镜或者聚焦透镜。
光学测量射束13在工件1上的位置能够由光学设备调准。例如，光学设备能够是检流计扫描仪。光学设备能够包括至少一个反光镜(见例如图2和3)。替代地或者附加地，光学设备也能够包括至少一个光栅或者至少一个棱镜。光学设备(例如至少一个反光镜)能够围绕至少一个轴线(例如X轴和/或Y轴)以能转动的方式被支承。典型地，光学设备包括两个反光镜，其中，一个反光镜围绕X轴以能转动的方式被支承，并且另外的反光镜围绕Y轴以能转动的方式被支承。光学相干断层摄影机200能够进一步设置用于基于确定的间距在一个或者多个空间维度上校正检流计扫描仪的至少一个反光镜、棱镜或者光栅的角度位置，以补偿漂移。在这里，光学设备也能够布置在相干断层摄影机的参考臂中。
光学测量射束13能够例如转向到工件1上的蒸汽毛细管中。通过聚焦光学系统230使从蒸汽毛细管往回反射的测量光成像到光导体248的出射面/入射面上，在纤维耦合器244中与来自参考臂246的往回反射的光叠加并且接着往回转向到评估单元240中。叠加后的光包含关于在参考臂246和测量臂之间的行程差的信息。这些信息在评估单元240中被评估，由此，使用者获得关于在蒸汽毛细管的底部和例如焊接头101之间的间距的信息或者关于工件表面的表面形状的信息。用于确定光学设备的定向的设备能够附加地并且与参考臂分开地设置。
根据一些实施方式，相干断层摄影机200能够设置用于借助于光学测量射束13例如相对于由相干断层摄影机200所定义的参考点或者参考平面测量到工件1的间距。尤其，相干断层摄影机200能够设置用于在焊接头101沿着加工方向20运动期间测量间距改变。由此能够生成例如蒸汽毛细管的深度变化图。对蒸汽毛细管的深度的测量替代地或者附加地，能够进行工件1、例如焊缝的表面形状测量。根据一些实施方式，表面形状测量能够用于一个或者多个过程输入量的误差探测和/或调节。过程输入量能够包括例如加工速度、激光器功率、激光焦点和/或激光器设备的运行参数。
根据本发明的相干断层摄影机200能够设置用于在激光加工之前、期间和/或之后执行间距测量。如已经解释的这样，光学测量射束13(所述光学测量射束能够是低能量的测量射束)能够通过光导体输送给加工头，经准直并且接着与高能量的加工射束共轴地叠加并且通过共同的聚焦光学系统聚焦到要加工的工件上。确定相干断层摄影机200的光学设备的定向和接着所述确定进行的校正允许以提高的精确度进行到工件的间距测量。确定光学设备的定向能够在激光加工期间或者单独地在自身过程中进行。
图2示出根据本发明的一些实施方式的激光加工系统，其具有用于确定相干断层摄影机的光学设备250的定向的设备300。尤其示出测量射束13(也被称作“OCT射束”)的、用于确定检流计扫描仪的漂移的偏转。
设备300包括光学的参考几何结构310、偏转光学系统320和评估单元，所述偏转光学系统设置用于使被光学的系统250反射的光学测量射束13转向到光学的参考几何结构310上，所述评估单元设置用于确定第一参考平面A与光学的参考几何结构310或者光学的参考几何结构310的一个或多个第二参考平面C之间的间距，以求取光学设备250的定向。评估单元能够是在图1中所示出的并且设有附图标记240的评估单元或者集成在其中。
在图2中所说明的示例性的实施方式中，通过光学的系统250(所述光学的系统能够包括至少一个可运动的反光镜)使OCT光源301或者转向到工件1上，以能够在工件1上进行测量(即，测量平面A和B之间的间距)，或者转向到偏转光学系统320上，以测量平面A和C之间的间距。因此，根据本发明能够利用已经存在的OCT测量技术，以确定光学设备250的设定位置和实际位置之间的差。因此，省去附加的、进行位置分辨的探测器的使用。因此，能够使用便宜的检流扫描仪用于高精确的应用。附加的探测器、光源或者射束分配器是不必要的，由此能够实现一种更简单和更牢固的构造以及成本降低。
为了确定漂移，使测量射束13对准参考几何结构310。为此，例如能够通过光学设备250的偏转使测量射束13转向到参考几何结构310上。在一些实施方式中，偏转光学系统320包括一个或多个反光镜322。例如，测量射束13能够由多个反光镜322多次地反射并且因此转向到参考几何结构310上。可选地，偏转光学系统320包括透镜324，所述透镜设置用于使光学测量射束13聚焦到光学的参考几何结构310上。通过射束强度的聚焦能够以提高的精确度确定间距改变。漂移能够在材料加工期间以规则的间隔确定(并且优选接着校正)。
在有些实施方式中，评估单元设置用于确定光学设备250的定位。例如，能够确定一个或者多个反光镜、一个或者多个检流计扫描仪、一个或者多个棱镜、或者一个或者多个光栅或者它们的组合的角度位置。角度位置能够例如基于设定位置和实际位置之间的差校正，以补偿漂移，所述漂移由热作用、来自外部的干扰影响和/或所使用的位置探测器变差而引起。为此，评估单元240能够向相干断层摄影机传送用于校正定向的校正值。
根据一些实施方式，光学相干断层摄影机200设置用于基于所确定的间距在一个或者多个(尤其在两个)空间维度上校正光学设备250的定向的偏差。两个空间维度能够是例如X方向和Y方向(见图6至8)。例如，光学相干断层摄影机200设置用于基于在平面A和C之间的所确定的间距在相应的空间维度中校正检流计扫描仪的至少一个反光镜的角度位置。
第一参考平面A能够是在相干断层摄影机的测量臂中用于到工件1的间距测量的参考平面并且附加地用于确定光学设备250的定向。换言之，如先前已经提到地，能够利用已经存在的OCT测量技术，以确定在光学设备250的设定位置和实际位置之间的差，其方式是，借助于光学设备250使测量射束13转向到参考几何结构310上。典型地，第一参考平面A为相干断层摄影机的光源301的平面。
光学的参考几何结构310提供一个或者多个第二参考平面C。在第一参考平面A和相应的第二参考平面C之间限定一间距，根据本发明的设备确定所述间距。优选地，在第一参考平面A(例如光源301的平面)和工件1的平面(即工作平面B)之间的间距和在第一参考平面A与光学的参考几何结构310的至少一个第二参考平面C或者校准位置之间的间距一致。对此的原因在于，OCT测量系统提供用于通常仅仅小的测量区域，例如在大约12mm的区域内。因此，如果间距相差大于测量区域的大小，则仅还能够测量两个间距中的一个。替代地，能够追踪参考臂长度，这自然同时带来提高的花费和成本。在平面A和C之间和尤其在平面A和校准位置之间的间距被表示为l0并且能够由OCT测量技术精确地确定(例如在设置系统时)至少一个角度θ0。
图3示出根据本发明的另一些实施方式的激光加工系统，其具有用于确定相干断层摄影机的光学设备250的定向的设备300’。图3的激光加工系统类似于在图2中所示出的激光加工系统并且不重复对类似的和相同的特征的说明。
在图3的实施例中，偏转光学系统320包括至少一个射束分配器或者半透性的反光镜326，所述半透性的反光镜设置用于使光学测量射束13的一部分偏转。例如，能够由半透性的反光镜326使测量射束13分开，由此，到工作平面B和到参考几何结构310的间距测量能够同时进行。
图4示出关于角度θd(漂移角)的长度改变，所述角度θd由漂移引起。
如果在运行期间出现光学设备的定向上的漂移或者检流计系统的漂移，则OCT射束在参考几何结构上的位置对于角度θ0改变漂移角θd，如在图4中示出。由该角度改变得出长度改变Δl＝l0-ld，所述长度改变能够由OCT系统探测。接着，所测量的长度改变能够被控制装置利用，以补偿检流计扫描仪的漂移，由此能够比在没有补偿的情况下更准确地确定测量点在工件上的实际位置。由此，通过相干断层摄影机进行的测量变得更准确。
在一些实施方式中，能够光学地转化漂移角θd的改变，以产生更大的长度改变Δl并且因此提高漂移确定的敏感性。
典型地，评估单元设置用于确定参考平面A与光学的参考几何结构上的两个或者更多点之间的间距。例如，在校准系统时或者在设置系统时，能够在光学设备以角度θ1，θ2……θn不同地定向的情况下测量参考几何结构的另外的点，以确定所属的长度l1，l2……ln。这些点能够被用于更准确地确定定向或者漂移。通过在参考几何结构上的多个点的测量能够例如通过运算操作提高确定光学设备250的定向和尤其漂移的精确度。此外能够测量参考几何结构上的多个点，以能够在多个维度上补偿漂移。参照图6至8更详尽地解释这一点。
图5示出根据本发明的实施方式的参考几何结构500的立体视图。参考几何结构500具有多个第二参考平面501。尽管示例性地示出五个第二参考平面501，但本发明不限于此，并且能够设置每个合适的数量的第二参考平面。例如，能够存在一个、两个、三个、四个、五个或者更多的第二参考平面。四个第二参考平面是特别优选地，所述四个第二参考平面相交于共同的点。
典型地，光学的参考几何结构500具有至少一个平整的、漫射式地反射的表面。平整的、漫射式地反射的表面实现反向反射与来自过程观测的反向反射相比对于OCT传感器而言不太大，并且因此不必降低源的强度。
根据一些实施方式，参考几何结构为具有表面的光学元件，所述表面具有不连续性。尤其，参考几何结构能够具有多个不平行的平面。例如，所述平面能够是倾斜的面，所述倾斜的面相交于共同的点502。该共同的点502能够是最低的点。不平行的平面能够提供第二参考平面501。例如，光学的参考几何结构能够包括两个或者更多第二参考平面501，其中，两个或者更多第二参考平面分别为平整的、漫射式地反射的面。
参考几何结构500能够包括校准平面、校准位置或者校准点。在第一参考平面和校准平面/校准点之间的间距被表示为l0并且能够在设置系统时由OCT测量技术精确地确定至少一个角度θ0。在图5中所示出的四个第二参考平面能够是例如四个倾斜的面，所述四个倾斜的面相交于共同的点502，其中，点502构成校准零点(或者校准位置)。
在一些实施方式中，使参考几何结构成形为使得能够由长度改变的类型计算出所述漂移在哪个维度中(例如在X方向上或者在Y方向上)出现。如以上所说明地，四个第二参考平面501能够布置为使得这四个第二参考平面501相交于校准零点502。
尤其，第二参考平面501中的至少两个能够布置为使得光学设备在第一维度上的定向的偏差产生间距增大。至少两个另外的第二参考平面能够布置为使得光学设备在第二维度上的定向的偏差产生间距减小。参照图6至8更详尽地解释这一点。
图6示出没有漂移的参考几何结构。测量射束照射到校准位置上或者校准点上，并且在光学设备的实际位置和设定位置之间的偏差等于零。
图7示出在第一维度或者方向上的漂移，所述第一维度或者方向能够是X方向。光学设备在第一维度上的定向的偏差产生间距增大。
图8示出在第二维度或者方向上的漂移，所述第二维度或者方向能够是Y方向。第二维度或者Y方向能够垂直于第一维度或者X方向。光学设备在第二维度上的定向的偏差产生间距减小。
因此，能够根据间距改变的符号推断出光学设备在哪个方向上漂移。如果光学设备对于X偏转和Y偏转各具有一反光镜，则例如能够推断出两个反光镜中的哪个漂移。
优选，光学相干断层摄影机设置用于基于所确定的间距在一个或者多个空间维度上补偿光学设备的定向的偏差。例如，能够通过围绕轴线的转动在两个空间维度上校正检流计扫描仪的至少一个反光镜的角度位置。如果在X方向上存在漂移，则能够使相应的反光镜围绕X轴转动，以补偿所述漂移。如果在Y方向上存在漂移，则能够使相应的反光镜围绕Y轴转动，以补偿所述漂移。

Claims (12)

1.一种相干断层摄影机(200)，其包括：
用于使所述相干断层摄影机(200)的光学测量射束(13)偏转的光学设备(250)，所述光学设备使所述光学测量射束在工件表面上运动，
用于确定相干断层摄影机(200)的光学设备(250)的定向的设备(300、300’)，其包括：
光学的参考几何结构(310、500)；
偏转光学系统(320)，所述偏转光学系统设置用于使所述相干断层摄影机(200)的被所述光学设备(250)偏转的光学测量射束(13)转向到所述光学的参考几何结构(310、500)上；和
评估单元(240)，所述评估单元设置用于确定第一参考平面(A)和所述光学的参考几何结构(310、500)的至少一个第二参考平面(C、501)之间的间距，以基于此来确定所述光学设备(250)的定向，所述第一参考平面(A)能够是在所述相干断层摄影机的测量臂中用于到工件(1)的间距测量的参考平面。
2.根据权利要求1所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述偏转光学系统(320)至少包括下述之一：一个或者多个反光镜(322)、一个或者多个检流扫描仪、一个或者多个棱镜和一个或者多个光栅。
3.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述偏转光学系统(320)包括半透性的反光镜(326)，所述半透性的反光镜设置用于使所述光学测量射束(13)的一部分偏转至所述光学的参考几何结构(310、500)并且让所述光学测量射束(13)的另外的部分穿过。
4.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述偏转光学系统(320)包括透镜(324)，所述透镜设置用于使所述光学测量射束(13)聚焦到所述光学的参考几何结构(310、500)的至少一个第二参考平面(C、501)上。
5.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述评估单元(240)设置用于确定所述第一参考平面(A)和所述光学的参考几何结构(310、500)上的一个或者多个点之间的间距。
6.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述光学的参考几何结构(310、500)的第二参考平面(501)具有平整的、漫射式地反射的表面。
7.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述光学的参考几何结构(310、500)具有四个第二参考平面(501)，所述四个第二参考平面相对彼此倾斜并且相交于一共同的校准零点(502)。
8.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述第二参考平面(501)中的至少两个布置为使得所述光学设备(250)在第一方向上的定向的偏差产生间距增大，其中，至少两个另外的第二参考平面(501)布置为使得所述光学设备(250)在第二方向上的定向的偏差产生间距减小。
9.根据权利要求1或2所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述光学设备(250)能手动地或者自动地运动。
10.根据权利要求1所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述相干断层摄影机(200)设置用于基于所确定的间距在一个或者多个空间维度上补偿所述光学设备(250)的定向的偏差。
11.根据权利要求1或10所述的相干断层摄影机(200)，其中，所述相干断层摄影机(200)包括测量臂和参考臂(246)，并且所述光学设备(250)布置在所述参考臂(246)中。
12.一种激光加工系统(100)，其包括：
用于提供加工射束(10)的激光设备(110)，其中，所述激光设备(110)设置用于使所述加工射束(10)转向到工件(1)的加工区域上；和
根据权利要求1至11中任一项所述的相干断层摄影机(200)。
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