CN112513562B - 确定激光加工头与工件距离的测量设备、激光加工系统和确定激光加工头与工件距离的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定用于激光加工系统(100)的加工头(101)与工件之间(1)的距离的测量装置，加工头(101)设置用于借助激光束(10)加工工件(1)。测量设备包括一个光学相干断层仪(120)，光学相干断层仪设置用于测量加工头(101)和工件(1)之间的距离，其中，由测量光源在光学相干断层仪(120)中产生并从工件(1)反射的测量光(13)与具有两个或更多的参考级的参考臂(200，300)中反射的测量光干涉。两个或更多的参考级包括第一参考级(210)，第一参考级设置成，在第一参考级(210)中反射的测量经过第一光学路径长度，以及第二参考级(220)，第二参考级设置成，在第二参考级(220)中反射的测量光经过与第一光学路径长度不同的第二光学路径长度，其中，从工件(1)反射的测量光与第一参考级(210)的反射测量光以及与第二参考级(220)的反射测量光干涉。

Description

确定激光加工头与工件距离的测量设备、激光加工系统和确 定激光加工头与工件距离的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定激光加工头和工件之间的距离的测量设备，一种具有所述测量设备的设置用于借助激光束加工工件的激光加工系统，以及一种借助激光束加工工件的方法，尤其一种用于确定激光加工头和工件之间的距离的方法。本发明尤其涉及一种用于工件的距离测量的光学相干断层扫描仪
Figure BDA0002922916230000011
所述光学相干断层扫描仪具有扩大的测量范围。
背景技术
在借助激光进行材料加工的设备中，在例如用于激光焊接或激光切割的激光加工头中，从激光光源或激光导引光纤的一端部发出的激光束借助射束引导光学器件和聚焦光学器件聚焦或聚束到待加工的工件上。根据标准使用具有准直器光学器件和聚焦光学器件的激光加工头，其中，通过光纤输送激光。
在激光材料加工中，光学相干断层扫描技术(OCT)能够用于测量各种工艺参数，如在激光切割时与工件的距离、前运行(Vorlauf)中的边缘位置以及焊接期间的焊接深度、和/或后运行(Nachlauf)中的表面轮廓。为此，可将如OCT测量射束的测量光定向到工件上。可选地，能够使OCT测量射束在待加工的工件上运动，例如借助在至少一个可运动的镜上的反射。
为了精确的距离测量，需要对光学测量射束进行精确定位。已知的用于在激光焊接时对光学测量射束进行准确定位的技术方案基于例如基于摄像头的方法，该方法用于求取相对于激光射束的测量射束位置。这些方法在此基于对测量射束的光学位置的间接求取，例如对于焊接深度测量就需要这种方法。然而，用于可靠的焊接深度测量的测量射束的最佳位置取决于各种工艺参数，例如进给速度和焊接物的材料，因此借助间接的位置求取方法不能够足够准确地确定该最佳位置。
已知的用于扩大OCT测量系统的测量范围的方法、如在DE 10 2013 008 269 A1中描述的方法基于参考臂中的光学路径长度的同步匹配，例如取决于扫描仪加工光学器件上的激光焦点的当前加工范围的变化。所述匹配通过机械地改变参考臂的光学路径长度来进行，其方式例如是：通过扫描镜来偏转OCT测量射束，或改变端镜(Endspiegel)或棱镜在线性轴上的位置。这些方法的缺点是所描述的机械装置的操控非常高开销，因为它必须为加工光学器件的激光焦点的每个可能的设置假定所属的位置或角度位置。
发明内容
本发明的任务是说明一种用于确定激光加工头与工件之间的距离的测量设备、一种具有所述测量设备的设置用于借助激光束加工工件的激光加工系统、以及一种用于借助激光束加工工件的方法，尤其是一种用于确定激光加工头与工件之间的距离的方法，所述方法能够实现至工件的精确且无误差的距离测量。本发明的任务尤其是说明一种具有OCT测量系统的扩大的测量范围的测量设备，该设备具有降低的复杂性。
该任务通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利构型是从属权利要求的主题。
根据本发明的一个方面，公开一种用于确定激光加工头和工件之间的距离的测量设备。测量设备包括光学相干断层扫描仪，该光学相干断层扫描仪设置用于确定加工头和工件之间的距离。光学相干断层扫描仪包括用于引导从工件反射的测量光的测量臂和具有两个或更多的参考级的参考臂，所述参考级具有不同的光学路径长度。测量设备还包括一个分析处理单元，分析处理单元设置用于基于来自测量臂的测量光和来自参考臂的测量光的叠加来确定距离。
根据本发明的一个方面，公开一种设置用于借助激光束加工工件的激光加工系统。激光加工系统包括一个加工头，例如激光切割头或激光焊接头，以及一个光学相干断层扫描仪，该光学相干断层扫描仪设置用于测量加工头和工件之间的距离，例如在工件上或工件中的一个位置，其中，在相干断层扫描仪中，从工件反射的测量光与在具有两个或更多的参考级的参考臂中反射的测量光干涉。两个或更多的参考级包括第一参考级以及第二参考级，该第一参考级设置成在第一参考级中反射的测量光经过(zurücklegen)第一光学路径长度，该第二参考级设置成在第二参考级中反射的测量光经过与第一光学路径长度不同的第二光学路径长度。从工件反射的测量光与第一和第二参考级反射的测量光叠加，由此能够确定距离。因为，通过叠加可以使从工件反射的测量光与相应的参考臂的测量光干涉。例如，可以确定到槽基(Einstichgrund)和/或到工件表面的距离，或确定槽深(Einstichtiefe)。
根据本发明，参考臂中的OCT传感器系统的测量光划分到两个或多个光学路径(参考级)上，所述光学路径具有不同的光学长度。这种布置的一个优点是，来自测量臂的测量光基于相干长度自动地与参考臂的具有匹配的光学路径长度的参考级的测量光的部分干涉。当所有的参考级在任何时候都被均匀地照射时，则尤其是这种情况。由此就省去参考臂中的对机械元件的同步并且因此高开销的操控，所述操控在迄今为止已知的传统解决方案中投入使用。
本发明的另一个优点是，彼此相继的测量之间不存在由参考臂引起的时间偏移。例如在远程加工系统中可能发生：加工激光在构件上的位置能够通过扫描镜上的偏转在非常短的时间内发生变化。通过根据本发明的主题，即使在这种快速变化的情况下，也能够保证无间隙的距离测量，因为来自测量臂(或扫描仪)的测量光会自动与参考臂的参考级的匹配的测量光干涉。而通过基于参考臂的长度的机械适配的传统技术由于过长的切换时间而不能够实现这一点。
测量光或(光学)测量射束可以由相干断层扫描仪的光源产生。相干断层扫描仪可以具有分析处理单元，该分析处理单元具有探测器或传感器，该探测器或传感器设置用于检测在测量臂和参考臂中反射的测量光的叠加，并由干涉来确定加工头与工件之间的距离。
第一参考级可以具有覆盖第一距离范围的第一光学路径长度。第二参考级可以具有覆盖第二距离范围的第二光学路径长度。第一光学路径长度可以小于第二光学路径长度。第一距离范围和第二距离范围彼此错位，但可以重叠。例如，第一距离范围可以包含比第二距离范围更小的值。距离范围可以大小相同。距离范围可以相应于相干断层扫描仪的测量范围，相干断层扫描仪的测量范围取决于测量光的相干长度。相干断层扫描仪的测量范围例如可以是大约16毫米。
优选已知如下的参考级：来自该参考级的光与从工件反射的测量光干涉以用于距离确定。如果来自第二参考级的光与从工件反射的测量光干涉并且由此求取测量值，则分析处理单元因此可以设置用于将预给定的偏移相应于第二距离范围加到测量值上以确定距离。例如，初始距离和相应的参考级可以是已知的，并且跟踪距离变化。替代地或附加地，分析处理单元可以设置用于，例如通过用于电容式或电感式的距离测量的传感器来求取待测量的距离落在哪个距离范围内，以及哪个参考级相应于该距离范围。然而，分析处理单元也可以从机器人臂控制装置(Roboterarmsteuerung)获得加工头的位置数据，或者从扫描仪控制装置获得一个或多个扫描镜的位置数据，并由此求取相关的距离范围和相应的参考级。
优选地，光学相干断层扫描仪具有分束器装置，其用于将测量光划分到两个或更多的参考级上。分束器装置尤其可以设置用于，将测量光以基本上相同的部分(即具有相同的强度)划分到两个或更多的参考级上。例如，参考臂中的测量光分别以相等的比例划分到各个路径段上。对于两个参考级，测量光的强度可以分别为50％，对于三个参考级可以分别为33％，等等。由此，在距离测量时的OCT信号质量对所有参考级都是相同的。
优选地，分束器装置包括选自反射镜、部分透射镜、棱镜装置和光纤耦合器的组的至少一个元件。光纤耦合器可以设置用于将来自一个光纤的入射光划分到至少两个光纤上。分束器装置在多种实施方式中可以包括所述元件之一或所述元件的任意组合。
根据一种实施方式，测量光到各个参考级的划分基于自由射束进行，该自由射束分别在半透射的光学元件(例如半透射的镜或棱镜)处部分反射。例如，两个或更多的参考级彼此相继地布置，其中，分束器装置包括在两个或更多的参考级的最后的参考级上的反射端镜，并且具有在其余参考级中的至少一个、尤其每个参考级上的半透射光学元件。因此，测量射束可以通过半透射的光学元件被分解，使得测量光可以进入相应的参考级或在半透射的光学元件处被反射至后续的参考级。
在另一实施方式中，测量光的划分可以借助光纤技术实现。为此，一个可能的实施方案在于将多个光纤部分段(或光纤段)彼此相继地排列(aneinanderreihen)，其中，如此放置光纤连接器(或光纤耦合器)，使得为各个参考级提供测量光。分束器装置尤其可以包括多个彼此相继的光纤段，其中，用于每个参考级的测量光由相应的光纤段提供。
优选地，两个或更多的参考级的所有参考级的光学路径长度是不同的。所有参考级的光学路径长度尤其可以相差相同的路径长度差。换句话说，所有参考级的相应距离范围可能相同大小，但移位到不同的值。光学路径长度可以从第一参考级到最后的参考级连续地、分别以相同的路径长度差增加或减少。相邻的参考级之间的路径长度差尤其可以是相同的。
在一些实施方式中，光学相干断层扫描仪具有取决于测量光的相干长度的简单测量范围。在此，简单的测量范围可以相应于借助参考级能够测量的最大的距离范围。第一光学路径长度与第二光学路径长度之间的路径长度差可以小于或等于简单测量范围，优选为简单测量范围的70％至100％。例如可以如此选择两个相邻参考级之间的光学路径长度的差，使得其大致相应于OCT传感器的简单测量范围。替代地，也可以存在一个小的重叠范围，即路径长度差比传感器的简单测量范围略小。由此能够保证，在测量臂中的测量对象的连续的距离变化的情况下，在之前的参考级的干涉信号消失之前，分别由后续的参考级产生稳定的OCT干涉信号。
根据本发明的另一方面，说明一种用于用于借助激光束加工工件的激光加工头的方法，尤其一种用于确定激光加工头与工件之间的距离的方法。该方法包括：将光学相干断层扫描仪的测量光定向到工件上，并定向到参考臂的两个或更多的参考级中，其中，两个或更多的参考级中的测量光的光学路径长度是不同的，将从工件反射的测量光与在两个或更多的参考级中反射的测量光叠加，并且基于该叠加确定加工头与工件之间的距离。
该方法可通过本发明的加工头实现。此外，加工头可以设置用于执行根据本发明的方法。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例，下面将更详细地描述。附图示出：
图1示出具有根据本发明的实施方式的加工头的激光加工系统；
图2示出具有根据本发明的实施方式的光学相干断层扫描仪的加工头；
图3示出根据本发明的实施方式的光学相干断层扫描仪的参考臂；
图4示出用于借助激光加工工件的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，除非另有说明，相同的元件和相同作用的元件使用相同的参考标记。
图1示出根据本发明的实施方式的激光加工系统100的示意图。激光加工系统100包括加工头101，尤其是激光切割头或激光焊接头。
激光加工系统100包括用于产生激光束10(也称为“加工射束”或“加工激光束”)的激光设备110和用于测量加工头101的端部段(Endabschnitt)与工件1之间的距离的测量装置。测量装置包括光学相干断层扫描仪120，尤其是短相干光学断层扫描仪。
激光设备110可以具有用于对激光射束10进行准直的准直器透镜112。在加工头101内，激光射束10通过合适的光学器件103朝工件1的方向偏转约90°。相干断层扫描仪120通常包括准直器光学器件122，准直器光学器件设置用于对光学测量射束13进行准直，以及聚焦光学器件124，其设置用于将光学测量射束13聚焦到工件1上。
在一些实施方式中，激光束10和光学测量射束13可以至少成部段(streckenweise)地同轴，尤其可以至少成部段同轴地叠加。例如，相干断层扫描仪120可以设置用于将光学测量射束13耦合输入到激光设备110的射束路径中。光学测量射束13和激光射束10的合并可以在准直器光学器件122之后和在聚焦光学器件124之前进行。
在能够借助在此描述的其他实施方式来校正的典型实施方式中，将准直器光学器件122和聚焦光学器件124集成到加工头101中。例如，加工头101可以包括集成到加工头101中或安装在加工头101上的准直器模块102。聚焦光学器件124可以是用于激光射束10和测量射束13的共同的聚焦光学器件，例如聚焦透镜。
根据一种实施方式，激光加工系统100或其部分，例如加工头101，能够沿加工方向20运动。加工方向20可以是切割方向或焊接方向，和/或激光加工系统100(例如加工头101)相对于工件1的运动方向。加工方向20尤其可以是水平方向。加工方向20也可称为“进给方向”。
在本发明中，距离测量基于光学相干断层扫描技术的原理，光学相干断层扫描技术借助干涉仪来利用光的相干特性。光学相关断层扫描仪120可以包括具有宽带光源(例如超发光二极管，SLD)的分析处理单元130，该分析处理单元将测量光耦合到光波导132中。在优选具有光纤耦合器的分束器134中，将测量光分解到参考臂136和测量臂中，该测量臂通过光波导138引导至加工头101中。根据本发明，参考臂136包括两个或更多的彼此相继的参考级(图2和3)，用于扩大光学相干断层扫描仪120的测量范围。
光学测量射束13例如可以直接转向到工件1的表面上。从表面反射回的测量光通过聚焦光学器件124映射到光波导138的出射面/入射面上，在光纤耦合器134中与从参考臂136反射回的光叠加，随后转向回到分析处理单元130。叠加的光包含关于参考臂136和测量臂之间的路径长度差的信息。在分析处理单元130中分析处理该信息，由此用户获得关于工件表面与加工头101之间的距离的信息。
下面参照图2和图3更详细地描述根据本发明的参考臂。图2示出根据本发明的实施方式的光学相干断层扫描仪的加工头101。
光学相干断层扫描仪可以用于借助激光束的激光材料加工中的光学距离测量，激光材料加工例如是切割、焊接、烧蚀(Abtragen)以及加上SLM(英语Selective LaserMelting，选择性激光熔化)和LMD(英语Laser Material Deposition，激光材料沉积)。根据本发明的光学相干断层扫描仪的使用范围尤其延伸到需要OCT测量系统的大的光学测量范围的工艺上。
光学相干断层扫描仪设置用于测量加工头101和工件1之间的距离，其中，在相干断层扫描仪中，由测量光源产生并从工件1反射的测量光与在两个或更多的参考级的参考臂200中反射的测量光干涉。两个或更多的参考级包括第一参考级210和第二参考级220，第一参考级210设置成借此在第一参考级中210反射的测量光经过第一光学路径长度，该第二参考级220设置成借此在第二参考级220中反射的测量光经过与第一光学路径长度不同的第二光学路径长度。从工件1反射的测量光与第一参考级210的反射测量光干涉，并且与第二参考级220的反射测量光干涉。由干涉可以确定加工头101与工件1之间的距离。
通常，两个或更多的参考级的所有参考级的光学路径长度是不同的。所有参考级的光学路径长度尤其可以相差相同的路径长度差ΔL或其倍数。通过设置两个或更多的参考级，OCT测量系统的有效测量范围增加以下范围：该范围取决于参考级的数量N和两个相邻的级之间的光学路径长度差ΔL。
例如，可以将测量范围的扩大给定为(N-1)*ΔL。这个公式近似适用于以下情况：如此选择路径差，使得分别存在到各个下一个参考级的一个小的重叠范围，即ΔL比OCT传感器的简单测量范围略小。由此能够保证，在测量臂中的测量对象的连续的距离变化的情况下，在之前的参考级的干涉信号消失之前，分别由后续的参考级产生稳定的OCT干涉信号。
在一些实施方式中，光学相干断层扫描仪220具有分束器装置230，以便将由测量光源产生的测量光例如均匀地划分到两个或更多的参考级上。分束器装置230尤其可以设置用于，将测量光以基本上相同的部分划分到两个或更多的参考级上。例如，参考臂200中的测量光分别以相等的比例划分到各个路径段上。在两个参考级的情况下测量光的强度可以分别为50％，而在三个参考级的情况下测量光的强度可以分别为33％，等等。由此，在距离测量时的OCT信号质量对所有参考级都是相同的。
分束器装置230通常包括选自以下组中的至少一个元件：该组包括反射镜234、部分透射镜、棱镜装置232和光纤。分束器装置在多种实施方式中可以包括所述元件之一或所述元件的任意组合。在图2的示例中，棱镜装置232和反射镜234用于将测量光划分、尤其均匀地划分到第一参考级210和第二参考级220上。
图3显示了根据本发明的实施方式的光学相干断层扫描仪的参考臂300。参考臂300包括多个参考级，即第一参考级310、第二参考级311、第三参考级312、第四参考级313和第五参考级314。相邻或彼此相继的参考级之间的路径长度差用ΔL表明。相邻或彼此相继的参考级之间的路径长度差可以对所有相邻的参考级基本相同。
在图3的示例中，测量光到各个参考级上的划分基于自由射束进行，该自由射束分别在例如分束器装置320的端镜324或棱镜或者说棱镜装置322处反射回来。例如，两个或更多的参考级彼此相继地布置，其中，分束器装置320具有在两个或更多的参考级的最后的参考级上的反射端镜324，以及在其余参考级中的每个上的棱镜装置322。
在另一实施方式中(未示出)，测量光的划分可以借助光纤技术实现，其中，分束器装置具有多个光纤连接器或光纤耦合器和多个光纤或光纤段。在此通过N个光纤耦合器将通过光导光纤引导的测量光划分到n个其他光导光纤或光纤段上，使得为各个参考级提供测量光。例如可以使用光纤耦合器，光纤耦合器将光划分到两个光导光纤或光纤段上。为了确保参考级中的相同的强度，优选如此划分测量光，使得对于每个参考级，测量光穿过相同数量的光纤和/或光纤耦合器。因此能够均匀地照射n*N个参考级。
最后的参考级可以是针对测量光具有最长光学路径长度的参考级。第一参考级可以是针对测量光具有最短光学路径长度的参考级。在其间的参考级的光学路径长度可以从第一参考级到最后的参考级连续地以路径长度差ΔL增加。例如，第一参考级可以相应于0至16mm的第一距离范围，第二参考级可以相应于16至32mm的第二距离范围，等等。因此，与各个参考级或光学路径长度相对应的距离范围可以大小相等。距离范围也可以重叠，以便能够实现尽可能无间隙且高信号强度的测量。例如，第一距离范围可以是0至16mm，第二距离范围可以是12至28mm，等等。相邻距离范围的重叠可以相应于距离范围大小的约10-25％。在参考级的间隔范围重叠的情况下，在信号中可能会形成两个或更多的峰值。在这种情况下，可以设置分析处理单元，分析处理单元使用与最小距离相对应的峰值。
为了由以下参考级的测量值确定距离，必须将预给定的偏移相应于参考级的测量范围或距离范围的偏移加到测量值上：相比于具有最小光学路径长度的第一参考级，所述参考级具有更大的光学路径长度。例如，如果第一距离范围是0至16毫米，第二距离范围是16至32毫米，则必须将16毫米作为偏移加到第二参考级的测量值上，以便求取距离。因为参考级的可能测量值是相同的，并且在该示例中对于所有参考级，可能测量值都在0到16之间。如果来自第二参考级的光与从工件反射的测量光干涉并且由此求取测量值，则分析处理单元因此可以设置用于将预给定的偏移相应于第二参考级或第二距离范围加至测量值以确定距离。例如通过以下方式来求取所述参考级(来自该参考级的光与从工件反射的测量光干涉用于距离确定)：初始距离和相应的参考级是已知的，并且跟踪距离变化。例如，如果初始距离落在第一参考级的第一距离范围内，然后该距离增大并且落在第二距离范围内，则在相干断层扫描仪中，首先检测到增加的测量值，然后检测到测量值跳跃到低的值。因为如果距离测量所基于的干涉来自下一个更高的参考级，测量值的量值就会改变到测量值范围的较低值。在上面给出的示例中，从第一参考级求取0至16毫米的测量值，其相应于0至16毫米的距离。如果随后的测量值从16mm跳跃地变化到0或1mm，则干扰来自相邻的第二参考级并且需要加上16mm的偏移。替代地或附加地，可以设置分析处理单元，例如通过用于电容式或电感式的距离测量的传感器来求取待测量距离落在哪个距离范围内，以及哪个参考级相应于所述距离范围，以便随后将相应的偏移加到测量值上。分析处理单元可以从机器人臂控制装置获得加工头的位置数据，或者从扫描仪控制装置获得一个或多个扫描镜的位置数据，并由此求取相关的距离范围和相应的参考级以及待加的偏移。第一参考级或者说具有最小光学路径长度的参考级的偏移可以为0。
图4示出借助激光束加工工件的方法400的流程图。
该方法400包括：在块410中，在光学相干断层扫描仪中产生测量光，在块420中，将测量光定向到工件和参考臂的两个或更多的参考级上，其中，两个或更多的参考级中的测量光的光学路径长度是不同的，在块430中，将从工件反射的测量光与在两个或更多的参考级中反射的测量光叠加，在块440中，基于该叠加确定加工头与工件之间的距离。尤其能够根据叠加的测量光的干涉来确定距离。如上所述，距离的确定还可以包括将预给定的偏移加到测量值上。
根据本发明，参考臂中的OCT传感器系统的测量光被划分到参考级的两个或多个光学路径长度或光学路径段上。这种布置的一个优点是，来自测量臂的测量光会自动地与参考臂中具有匹配的光学路径长度的参考级的那部分测量光干涉。当所有的参考级在任何时候都被均匀地照射时，尤其是这种情况。由此就省去参考臂中的对机械元件的同步并且因此高开销的操控，所述操控是在迄今为止已知的传统解决方案中所使用的。

Claims (11)

1.一种激光加工系统，所述激光加工系统用于借助激光束(10)加工工件(1)，所述激光加工系统包括：
加工头(101)，
测量设备，所述测量设备用于确定激光加工头和工件之间的距离，所述测量设备包括：
光学相干断层扫描仪(120)，所述光学相干断层扫描仪设置用于确定所述加工头(101)和所述工件(1)之间的距离，其中，所述光学相干断层扫描仪(120)包括测量臂和参考臂(200，300)，其中，所述测量臂用于引导从所述工件(1)反射的测量光，所述参考臂具有两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)，所述两个以上的参考级具有不同的光学路径长度；
分析处理单元(130)，所述分析处理单元设置用于基于来自所述测量臂的测量光与来自所述参考臂(200，300)的测量光的叠加来确定所述距离，
其中，所述参考臂(200，300)具有分束器装置(230，320)，所述分束器装置用于将所述测量光划分到所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)上，其中，所述分束器装置(230，320)设置用于，将所述测量光以基本上相同的部分划分到所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)上，
其中，所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)彼此相继地布置。
2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其中，所述光学相干断层扫描仪设置用于将从所述工件(1)反射的测量光与在所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)中反射的测量光叠加。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工系统，其中，所述分析处理单元(130)设置用于基于从所述工件(1)反射的测量光与在所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)中的一个参考级中反射的测量光之间的干涉来确定所述距离。
4.根据权利要求3所述的激光加工系统，其中，所述分析处理单元(130)设置用于考虑预给定的偏移以确定所述距离，所述预给定的偏移相应于以下参考级：在所述参考级中反射如下的测量光，所述测量光与从所述工件(1)反射的测量光进行干涉。
5.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所述分束器装置(230，320)包括至少一个元件，所述至少一个元件选自以下组：所述组由反射光学元件、部分透射的光学元件、反射镜(234，324)、部分透射镜、棱镜装置(232，322)和光纤组成。
6.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所述分束器装置(230，320)具有在所述两个以上的参考级中的最后的参考级(234，314)上的反射光学元件(234，324)和在剩余的参考级(232，310，311，312，313)中的至少一个参考级上的半透射光学元件(232，322)。
7.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所述分束器装置(230，320)具有至少一个光纤耦合器和在所述光纤耦合器上耦合的至少两个光纤段，其中，用于每个参考级的测量光由相应的光纤段提供。
8.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，彼此相继的参考臂的光学路径长度之间的路径长度差(ΔL)小于或等于相干断层扫描仪的测量范围，所述测量范围取决于所述测量光的相干长度。
9.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所有参考级的光学路径长度相差相同的路径长度差(ΔL)。
10.一种用于确定激光加工头(101)和工件(1)之间的距离的方法(400)，所述方法包括：
将测量光定向(420)到所述工件(1)上并且定向到参考臂(200，300)的两个以上的参考级中，其中，所述两个以上的参考级的光学路径长度是不同的，其中，借助所述参考臂(200，300)的分束器装置(230，320)将所述测量光以基本上相同的部分划分到所述两个以上的参考级上，
其中，所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)彼此相继地布置，
将从所述工件(1)反射的测量光与在所述两个以上的参考级中反射的测量光叠加(430)；
基于所述叠加来确定(440)加工头(101)与所述工件(1)之间的距离。
11.根据权利要求10所述的方法(400)，其中，基于从所述工件(1)反射的测量光与在所述两个以上的参考级(210，220；310，311，312，313，314)中的以下参考级中反射的测量光之间的干涉来确定所述距离：所述参考级具有相应于所述距离的光学路径长度。
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